2011电子竞赛的设计汇报.doc

PAGE  PAGE 16 开关电源模块并联供电系统(A题) 设计报告 2011年9月3日 摘 要 本系统采用两组DC/DC模块组成开关电源并联供电系统。DC/DC模块均采用降压型斩波变换电路，功率管采用MOSFET场效应管。控制电路采用STC12C5616AD单片机，同时完成PWM信号产生、A/D转换两组模块的电流分配比例控制和短路保护功能。PWM信号由TLP250光耦隔离后驱动MOSFET管。辅助电源由反激式开关电源产生。本系统具有线路简单、工作可靠、效率高、控制准确等特点。经过实验验证，该电路能较好地实现题目所要求的功能。 关键词：STC12C5616AD；开关电源；BUCK型斩波电路。 目 录  TOC \o 1-3 \h \z \u  HYPERLINK \l _Toc302748415 1方案选择 4  HYPERLINK \l _Toc302748416 1.1 DC-DC主回路拓扑结构的论证与选择 4  HYPERLINK \l _Toc302748417 1.2 控制方法的论证与选择 5  HYPERLINK \l _Toc302748418 1.3 辅助电源的论证与选择 5  HYPERLINK \l _Toc302748420 2系统理论分析与计算 5  HYPERLINK \l _Toc302748421 2.1 主回路器件选择及参数设计 5  HYPERLINK \l _Toc302748425 2.2 辅助电源回路器件选择及参数设计 6  HYPERLINK \l _Toc302748429 2.3 控制回路器件选择及参数设计 6  HYPERLINK \l _Toc302748433 3电路与程序设计 6  HYPERLINK \l _Toc302748434 3.1电路的设计 6  HYPERLINK \l _Toc302748439 3.2程序的设计 6  HYPERLINK \l _Toc302748440 3.2.1程序功能描述与设计思路 7  HYPERLINK \l _Toc302748441 3.2.2程序流程图 7  HYPERLINK \l _Toc302748442 4指标测试 8  HYPERLINK \l _Toc302748444 4.1 测试仪器 8  HYPERLINK \l _Toc302748445 4.2测试结果及分析 8  HYPERLINK \l _Toc302748442 5 结论 8  HYPERLINK \l _Toc302748442 6文献参考 9  HYPERLINK \l _Toc302748442 7 附录 8 1方案选择 1.1DC-DC主回路拓扑的论证与选择 DC-DC变换有隔离和非隔离两种。输入输出隔离的方式虽然安全，但是由于隔离变压器的漏磁和损耗等会造成效率的降低，而本题没有要求输入输出隔离，所以选择非隔离方式，具体有以下几种方案 方案一：串联开关电路形式。开关管V1受占空比为D的PWM波的控制，交替导通或截止，再经L和C滤波器在负载R上得到稳定直流输出电压Uo。该电路属于降压型电路，可获得题目要求的8V的输出电压。（见图1） 图1 方案二：并联开关电路形式。并联开关电路原理与串联开关电路类似，但此电路为升压型电路，开关导通时电感储能，截止时电感能量输出。只要电感绕制合理，不能达到题目要求的8V。（见图2） 图2 方案三：串并联开关电路形式。在主回路中，相对于输入端而言，电感器L与负载成并联。开关管T交替工作于导通/关断两种状态，工作过程与并联式结构相似，当开关管T导通时，输入端电源通过开关管T对电感器L充电，同时续流二极管D关断，负载RL 靠电容器存储的电能供电；当开关管T关断时，续流二极管D导通，电感器L中的自感电动势通过续流二极管D对负载RL供电，并同时对电容器C充电；由于续流二极管D的反向极性，使输出端获得相反极性的电压输出。（见图3） 图3 题目要求由24V电压变成8V电压，所以需选一个具有降压功能的电路。而串联开关式电路与串并联开关式电路相比具有效率高，拓扑结构简单的有点，且电路对功率要求也不是很高，所以我们采用方案一的方式。 1.2 控制方法的论证与选择 由于该电路是由2个完全相同的DC/DC模块并联组成。两个模块电路的内阻相同且很小，只要我们稍稍改变一下电压，就能按一定比例很大的改变输出电流。所以只需控制PWM来改变电压即可。 方案一：利用脉宽脉宽调制型控制器控制。用脉宽调制型控制器实现PWM控制，产生频率为20KHZ的脉冲较容易，并且完全由硬件