2022年开关电源模块并联供电系统的设计分析方案 .docx

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1、精品_精品资料_开关电源模块并联供电系统摘要基于电路设计的基本要求,开关电源模块并联供电系统电路主要由两个并 联 DC/DC 模块额定功率 16W、输出电压 8V）、稳压二极管、负载电阻等电路模块组成.该系统挑选由以 LM2576 集成块为主要部件的 DC/DC 模块来实现 DC/DC变换稳压,外围元件极少,转换效率高,选用小导通电阻,选用快速复原二极管进行整流,降低损耗,防止反向电流导通造成短路从而烧毁供电系统.通过试验验证,本电路实现了设计要求的全部基本指标,并且该DC/DC 转换效率可达到 75%.但因时间仓促,本电路设计仍有诸多不足,各项设计指标有待进一步提高.可编辑资料 - - -

2、欢迎下载精品_精品资料_一、系统方案设计与论证1. 设计思路基于题目的要求,可以采纳图1 所示的方案.该系统主要由以LM2576 集成块为中心组成的16W 的 8V DC/DC 变换器,负载电阻等电路模块组成.DC/DC 变换模块实现 24V DC 变压为 8V DC,该模块同时实现了输出电流过流爱护功能.同时,通过对负载电阻的调剂可以逐步实现该系统的设计要求和功能要求.图 1 系统方案图2. 方案的论证2.1 DC/DC 变换模块本模块的设计要求是进行降压变换,因此该模块采纳由LM2576 以集成块为中心组成的 16W 的 8V DC/DC 模块进行降压变换.该降压变换电路结构简洁,由电容,

3、电感,二极管,电阻等元件组成,便于进行电路设计.而且该降压变换电路稳压性能好,并且转换效率高.其原理图如图2 所示：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_图 2变换器原理图该变换器最高输入电压为 50V,输出电压汇范畴为 5.1-40.0V连续可调,额定电流为2.5A,变换效率为 90%,脉冲占空比可以在 0-100%内调整.2.2 掌握方法及实现方案本小组为该系统设计两种方案 :方案一：单片机来实现整个系统的功能.该方案的优点：布线简洁,硬件设计时间短. 该方案的缺点：1）软件的编程工作量大,难度大.2）全部的功能都由单片机来实现,对单片机的硬件资源要求很高,加之硬件筹备比较困难.

4、3） 该设计要求对 DC/DC 变换器实现 PWM 掌握的开关频率至少要为100HZ,在单片机上难于实现.方案二：由 DC/DC 变换器和负载的调制共同实现整个系统的功能.该方案的优点：1）掌握系统的实现无需软件编程,难度不大.系统中没有单片机掌握的任务,因此我们不用筹备要求很高的单片机硬件资源,从而削减资金的投入,提高性价比.该方案的缺点：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2）电路板的布线焊接工作量较大.3）对负载有肯定的要求.经过方案比较与论证,本小组最终挑选方案二DC/DC 变换器和负载的调制共同实现整个系统的功能.整个系统的组成框图如图3 所示,直流电压的降压变换直接由

5、DC/DC 变换模块来实现,各路电流的比值直接由负载电阻的调制来实现,同时为了防止直流电源并联供电时可能产生回流从而缩短元件寿命,我们在电源 1 和电源 2 上分别串联一个二极管 IN5822）.图 3 系统的组成框图二、理论分析与参数运算依据设计要求, DC/DC 变换器的输入电压 V s=24V,输出电压 Vo=8V,由此分别运算电感,电容,二极管的参数：1） 实现 I1:I 2=1:1, I0=1.0A .调剂 U1 使输出电压为 8.4V.调剂 U2使输出电压为 7.6V,由基尔霍夫定律得：8.4=0.5R1+R21）得到7.6=R2R1=1.6 .R2=7.6 .2）将所需负载接入电

6、路就可实现.2） 实现 I1:I 2=1:2, I0= I 1+I2 =1.5A.调剂 U1 使输出电压为 8.4V.调剂 U2使输出电压为 7.6V.由基尔霍夫定律得：8.4=0.5R1+1.5R23）7.6=1.5R24）得到负载R1=1.6 .R2=5.1 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_将所需负载接入电路就可实现.3） 实现 I1:I 2=1:1, I0= I1+I2=4A.调剂 U1 使输出电压为 8.4V.调剂 U2使输出电压为 7.6V,由基尔霍夫定律得到：8.4=2R1+4R25）7.6=4R26）得到负载R1=0.4 .R2=1.9 .将所需负载接入电路就可

7、以实现.三、系统电路设计1. 模块功能的简介该模块如图 2 所示）采纳了以 LM2576 集成块为中心组成的 16W 的 8V DC/DC 模块进行降压变换.该降压变换电路结构简洁,由电容,电感,二极管,电阻等元件组成,便于进行电路设计.该模块实现了24V DC 变压为 8V DC,而且该降压变换电路稳压性能好,转换效率高,并且该模块仍具有自动限 流爱护功能,当电路中通过的电流超过该电路所能承担的最大电流时,该电路 会自动进行过流爱护.2. 电路设计基于题目的要求,该系统主要由两个以LM2576 集成块为中心组成的 16W 的 8V DC/DC 变换器、稳压二极管、负载电阻等电路模块组成.16

8、W 的 8V DC/DC 变换模块实现 24V DC 变压为 8V DC, 稳压二极管实现了输出电流过流爱护功能.同时,通过对负载电阻的调剂可以逐步实现该系统的设计要求和功能要求.详细电路图如图五所示：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_图 5 系统详细调剂电路图上图中 U1 为 16W 的 8V DC/DC 变换模块一的输出电压, U2 为 16W 的 8V DC/DC 变换模块二的输出电压.3. 功能器件 LM2576）简介LM2576系列开关稳压集成电路是线性三端稳压器件如78xx 系列端稳压集成电路）的替代品,它具有牢靠的工作性能、较高的工作效率和较强的输出电流驱动才能,从

9、而为MCU的稳固、牢靠工作供应了强有力的保证.LM2576内部包含 52kHz 振荡器、 1.23V 基准稳压电路、热关断电路、电流限制电路、放大器、比较器及内部稳压电路等.为了产生不同的输出电压,通常将比较器的负 端接基准电压 1.23V）,正端接分压电阻网络,这样可依据输出电压的不同选定不同的阻值,其中R1=1k可调-ADJ 时开路）, R2分别为 1.7k 3.3V）、3.1k 5V）、 8.84k 12V）、 11.3 k 15V）和 0-ADJ）,上述电阻依据型号不同已在芯片内部做了精确调整,因而无需使用者考虑.将输出电压分压电阻网络的输出同内部基准稳压值1.23V 进行比较,如电压

10、有偏差,就可用放大器掌握内部振荡器的输出占空比,从而使输出电压保持稳固.四、测试方案与测试结果1. 测试方法测试所用主要仪器有：能供应24V 的稳压电源,电流表 2 个）,电压表 2 个）,滑动变阻器 2 个）,定值电阻 I1 A0.50.52.0I 2A0.51.02.0R1 1.61.60.4R2 7.65.11.9五、报告总结通过参与本次设计制作,使小组各成员积存了很多电路设计的思路、熟识并把握了很多制作电路的技巧,对电子设计制作有了新的熟识.但由于所学学问有限,小组成员对电路的分析不够透彻,对电路的制作不够娴熟,特别在制作电感时遇到了很多麻烦,花费了大量时间,但最终在小组成员不懈努力下, 制做了满意电路需要的电感.另外,对本赛题我们小组形成了更为抱负的实现思路,但由于时间和条件所限没能完成.因此,在以后的学习生活中,仍需踏实学习基本学问,不断积存电路设计思路和制作技巧,来完善我们自身的不 足,做出让人中意的电子设计.可编辑资料 - - - 欢迎下载