开关电源模块并联供电系统的设计
(浙江海洋学院浙江舟山316000) 周永汉陈统祝帅陈庭助楼然苗
摘要:本设计由两个电源并联构成,其中一个做主电源,另一个作为从电源.主从两个电源都基于DPA245R芯片,采用电感及激助式DC/DC变换器,使输出电压恒定为8.0V.电路工作时保持主电源的输出电流恒定,不用工作状态设置不同输出电流恒定值,从电源电流根据总输出 电流的大小自动跟随.从而这到不网输出电滋时,主从电源模块自动调节电流比的目的,电路具有负载短路过流保护和自动恢复动能.
美键词:开关电源DC/DC变换器DPA2425R并联供电
中图分类号:TP303.3文载标识码:B 文章编号:1007-9416(2012)03-0121-02
1、设计方案
LM358放大采样电压,来提高电流控制灵敏度,利用运算放大器输 0.1欧的电阻对两个电源分别进行电流采样,并通过运算放大器出电压,控制芯片C端的电压,来进行PWM脉宽调制,使输出电流恒定在设定值,电流输出均衡过程为:
检测电路,利用PWM脉宽调制技术进行控制,并利用运算放大器 开关电源模块并联供电系统通过硬件电路,构建输出电压电流LM358的线性放大作用,和电压比较器LM393的比较作用进行润值设 定,根据总输出电流的反饿信号大小,改变两个模块的电流阀值,从而改变输出电流比,达到设计指标的要求,系统总体电路框图如图1.
(1)在开关拨至2.3端连通时,如电源电流小于1.5A时,电压比较器LM393输出高电平,使主电源输出电流恒定值为0.5A.当输出 总电流为1A时,从电源电流自动跟随到0.5A,使两个电源输出电流1:1.当输出总电流为1.5时,从电源电流自动跟随到1.0A,使两个输出低电平,使主电源输出电流恒定值为2A.当输出总电流为4A 电源输出电流1:2,当从电源电流大于1.5A时,电压比较器LM393时,从电源电流自动跟随到2A,使两个电源验出电流1:1.
(2)在开关拨至1.2端连通时,通过手动调节滑动变阻器R17,来动跟随.如果输出总电流为1.5~3.5A时,主从电源输出电流按0. 改变主电源输出电流恒定值在0.5-2.3A范围变化,从电源电流白5-2倍比例自动分配
图1系统总体电路框图
个作为从电源.采用DPA245R芯片及电感反励式DC/DC变换 并联供电系统由两个电源并联构成,其中一个做为主电源,另器,使输出电压恒定为8.0V.电路工作时保持主电源的输出电流恒 定,不同工作状态设置不同输出电流恒定值,从电源电流根据总输时,电路自动调整主从电源的输出电流比,在输出总电流大于4.5A 出电流的大小自动跟随,从面实现了在改变负载使输出总电流变化时,进行过流保护,当电流恢复时,自动重启恢复电路功能.
2、硬件电路设计
2.1DC/DC变换器电路
图3电流取样及比例均衡原理图
图2是DC/DC变换器原理图,它是基于DPA42558芯片的反激励比为70%,频率300kHz,反激电压定为56V,利用电压检测电路,控制 式DC/DC变换器,具有电路简单、体积较小、成本低的特点.最大占空芯片C端的电压,从而进行PWM脉宽调制,使输出电压恒定为8V.
2.3过流保护电路
过流保护电路是通过一个加法电路,对两个模块输出电流求和,当总电流刚好达到临界阀值4.5A,电压比较器LM393输出高电 平,发DPA425R内部的过流保护功能.当电流恢复时,自动重启恢复电路功能.过流保护电路原理图如图4.
图2DC/DC变换器原理图
图4过流保护电路原理图
2.2电流取祥和比例均衡电路
2.4显示电路
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电流取样和比例均衡电路如图3所示,电流取样电路利用两个
万方数据
3.3处理数据
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3、电路调试要点
图3实现“停止”功能的程序框围
数据处理程序实现的功能是读取声音数据并实时显示声音波形,将新信号添加到已有信号的存在数组中.
声音数据的读取要用到“声音输人读取”函数来实现,其输出是双格式”是一个3元素的锁,因此要用到“按名称解除捆绑”函数,并将解除捆绑后的”采样位数”作为cae条件结构的输人值.创建字符串常量,用 文本显示控件显示声道的不同,默认是双声道8位,选择“波形图表”来
图4实现“波形显示与数据添加”功能的程序框图
系统显示模块用来显示输出总电压,输出总电流和两个电源模块输出电流,该模块基于MSPRF-430F2618单片机控制,利用 HT1621B驱动LCD来显示,功耗非常小.
观察电源激励芯片的漏极电位波形及其幅度,两路应该均有电位脉 第一步:先测量电路是否能够正常工作,在电源通电后,首先要冲波形,且根据设计要求,其脉冲幅度不能超过55V.
两路电源分割成相互独立状态,电源输出端口加150负载,对于主 第二步:将每一路电压源的独立输出电压准确调整至8.0V.将电源,还需要把限流环路的限流能力降低,例如在R8上并联一个电 阻,使其无法起到限流作用.然后通过调整R3和R6(R25和R28)的比例关系,使输出电压达到8.0V.
需的情况下,主电源输出端口加150负载,调整电流取样放大电路 第三步:准确调整主电源的第一限流值至0.5A.在限压功能正的增益,使输出电压能够自动降至7.5V.
第四步:准确调整主电源的第二限流值至2A.首先在主电源输出端口加3.750负载(40功率电阻并联510100的小功率电阻),调整电流取样放大电路的增益,使输出电压能够自动降至7.5V.
第五步:调整手动电流分配比例至0.5-2.0.将两路电源的输出电压合并后,开关拨至手动调整电流比例位置,改变R17与R23的 阻值比例关系,使得主电源的限流值能够在0.5A-2.3A范围内变化.但必须保持他们的总阻值等于R18的阻值不变.
第六步:调整过流保护阀值至4.5A.将两路电源的输出电压合
3.4关闭声卡
3.5保存录音
4、结语
参考文献
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4、测试结果
参考文献
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实现声音波形的实时显示,将“声音输人读取“函数的”立体声8位/16 位”输出噪接到“波形图表”上,并将“波形图表“属性中的“外观“改成”2曲线是示”,便可实现数据的实时显示,将新信号添加到已有信号的数和录制过程wie情环的移位寄存器数组连接成一个数组,再连回移位寄存器,便可将新信号不断地添加到已有信号数组中,如图4所示.
整个声音采集,数据处理过程使用while循环来控制,循环条件或出现错误时,声卡采集任务立即停止,在这个while循环外面用“声音输人清零”函数实现声音输人清零,释放所占用的系统资源.
保存格式不同,因此使用case条件结构,将右侧移位寄存器引出线(即声音数据)连接到“录音保存,vi"输人端,便可将最终的录音文件保存为wav文件存人计算机,其中的为的局部变量.
这款双声道语音录制系统采用图形化编程语言软件LabVIEW作为开发工具,利用计算机声卡代替昂贵的数据采集卡采集数据, 充分利用计算机强大的信息处理能力和LabVIEW模块化编程技术,实现了常见音额信号的实时采集、显示,存储及回放等功能.
[1]陈东方,吴国红,一个基于声卡的LabVIEW虚拟示波器[J]《徽计
算机售息).2008,(25),[2]陈教,汤晓安,虚拟仪器软件LabVIEW与数据采集[J],小型傲型计 算机系统_2001.(04).
程. 智耕(1990一).男,河北人,主要研究方南为机电系统工
并后,加载1.82-1.670的可调功率电阻,用电流表测量输出总电 流,分别在自动电流分配和手动电流分配两种状态下,调整功率电阻的大小,使得输出电流增加到4.5A时,两路电源均被切底关闭.
第六步:测量输出电压的纹波、噪声幅度、电源工作效率,做耐久性试验
经测试,并联电源系统能以1:1的电流比输出不同的稳定电压,在输出额定功率(电流为4A.输出电压为8V)时,测得的效率约为67.0%,输出电流相对误差<5%,具有负载短路过流保护和自动恢 复功能. [1]沙占友,主编,单片开美电源设计200例[M],北京:机械工业出 版社 2011年1月第1版[2]康华光.模拟电子技术基确(第四版汇M].北京:高等教育出版 社,2007年6月第1版,[3]黄智伟,主编,全国大学生电子设计党赛[M].北京:电子工业出版社,2010年6月第1版, 周永汉,陈统,祝购:新江海洋学院机电工程学院学生.指导教师:藤庭勋(1962).男,汉,高级实检师,从事大 学电子技术教学与应用研究; 楼然蓄(1965一),男,汉,高级实验师,从事大学嵌入 式徽计算机教学与应用研究.