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模塊電源并聯系統硬件電路設計簡要分析

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Technology

模塊電源并聯系統硬件電路設計簡要分析

分類:
電源技術
作者:
廣州市愛浦電子科技有限公司
來源:
原創
發布時間:
2020/03/05
瀏覽量
大功率模塊電源通過并聯的方式實現均流輸出,在工業領域是比較常見的,也是需要引起足夠重視的日常工作。此前我們曾經就多個DC-DC電源模塊實現并聯均流的方案進行過簡要的介紹,為了能夠幫助工程師更全面的了解并聯均流的方案設計,本文將會就這一系統中硬件電路的設計進行簡要分析,以便于工程師進行參考。
電流檢測模塊設計
通常情況下,在實現多個DC-DC電源模塊的并聯均流輸出過程中,該供電系統的效率最少需要達到60%及以上。針對這種情況,我們可以設計一種電流檢測電路,在該電路中AD620是一個高精度低失調電壓的儀表放大器,只需要一個外部電阻來設置增益,增益范圍為1至10000。并且AD620功耗很低,非常適合電池供電及便攜式應用。而LM393是由兩個獨立的、高精度電壓比較器組成的集成電路。它的失調電壓很低,只有2.0mV。而且即使單電源供電,比較器的共模輸入電壓范圍接近地電平。這里我們只作為基本的比較器來應用。
在下圖所設計的電流檢測模塊并聯系統中,我們可以看到LM393為電壓比較器,因此在每一路DC-DC電路上都串聯了一個1Ω的采樣電阻,并且為了實現過流保護功能,在負載上也串聯了一個1Ω的采樣電阻,以供以后采樣使用。兩路采樣得到的電壓值,都經過AD620放大后,送給比較器LM393,最終將比較結果反饋給一路LM2596的反饋端,以便其對電流進行調整。在這里負載接的是可調的變阻器,為以后的測試做準備,其完整的系統設計圖如圖1所示:
 
系統控制電路設計
在完成了電流檢測模塊的設計后,接下來我們需要進行整個系統的控制電路設計,其設計的結果如圖2所示。可以看到,在該控制電路中主要采用的是STC12C5A32S2作為控制模塊核心。單片機最小系統簡單,容易制作PCB,算術功能強,軟件編程靈活、可以通過串口方式將程序快速下載到芯片,方便的實現程序的更新,自由度大,較好的發揮C語言的靈活性,可用編程實現各種算法和邏輯控制,且STC12C5A32S2系列單片機的工作電壓為2.0V—3.8V,正常工作電流值<2.7mA,空閑模式電流<1.3mA,掉電模式電流0.1μA,所以采用STC12C5A32S2作為控制模塊核心具有功耗低、體積小、技術成熟和成本低等優點。
鑒于對STC12C5A32S2控制模塊的理論分析,我們可以全面利用STC12C5A32S2單片機內置的AD,將采樣得到的信號轉換為數字信號,并將其輸出顯示在LCD1602液晶顯示屏上。并利用軟件算法,在負載電流大于4.5A左右時,通過單片機控制繼電器 斷開,經一定的軟件延時后再控制繼電器吸合。
圖2 單片機控制電路圖
以上就是本文對多個DC-DC模塊電源并聯系統硬件電路設計所進行的簡要分析,希望能夠幫助工程師更全面的完成并聯均流設計。
 

 

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