直流電源均流電路畢業(yè)論文(已修改)
2025-07-01 13:36 本頁面
【正文】 浙江萬里學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(論文) 26 直流電源均流電路畢業(yè)論文目 錄1 引 言 12 總體設(shè)計 1 課題方案的研究 1 DCDC轉(zhuǎn)換方法及實現(xiàn)方案的論證與選擇 1 23 硬件電路的設(shè)計 3 穩(wěn)壓模塊的設(shè)計 3 TPS5430的介紹 3 穩(wěn)壓模塊原理圖 7 均流芯片的模塊設(shè)計 7 UCC29002的介紹 7 均流芯片模塊設(shè)計的實現(xiàn) 10 11 12 14 DCDC轉(zhuǎn)換模塊的設(shè)計 14 二極管的選取 14 輸出濾波器 14 電感的計算 15 15 16 PCB制作 16 電路組裝 166. 系統(tǒng)的調(diào)試與性能指標(biāo) 18 硬件調(diào)試 18 19 輸入電路的調(diào)試 19 效率測試 20：I2=1:1時的分流精度測試 21：I2=1:2時的分流精度測試 217. 結(jié) 論 23參考文獻(xiàn) 24致 謝 25附錄1 實物圖 26附錄2 原理圖 27附錄3 PCB圖 281 引 言隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展。以及大量電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用。對大容量、高安全可靠性電源系統(tǒng)的需求日益迫切。受目前半導(dǎo)體開關(guān)器件水平的限制，單臺大容量電源技術(shù)尚不成熟，因此模塊化的電源系統(tǒng)應(yīng)運而生．即多個并聯(lián)運行的電源模塊共同為負(fù)載提供電能。受誤差的不可避免性和工藝水平的限制等因素影響，并聯(lián)運行的各電源模塊的參數(shù)都會存在差異。致使其外特性不盡相同。帶載運行時，會導(dǎo)致輸出電流大的電源模塊熱應(yīng)力變大。損壞機(jī)率上升?？煽啃越档?。因此。在多電源模塊并聯(lián)運行的電源系統(tǒng)中必須引入有效的負(fù)載電流均流控制．防止一臺或多臺電源模塊運行在電流極限值狀態(tài)。目前，在并聯(lián)的電源系統(tǒng)中，實現(xiàn)均流控制常用的技術(shù)主要有：輸出阻抗法、主從設(shè)置法、平均電流均流法、最大電流均流法I引、熱應(yīng)力自動控制法和外加均流控制器均流法等。經(jīng)過比較，在此選用了最大電流均流法作為所研究的大功率電源模塊并聯(lián)運行時的均流控制策略。并針對均流效果進(jìn)行了仿真和實驗驗證。將多個中小功率模塊電源并聯(lián)可以共同承擔(dān)大功率的輸出，組成分布式電源系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的集中式電源系統(tǒng)相比， 它可以通過改變并聯(lián)模塊的數(shù)量來滿足負(fù)載的大功率要求而無須重新設(shè)計電源系統(tǒng)。電源并聯(lián)運行是電源產(chǎn)品模塊化、大容量化的一個有效方法。同時電源N+n 的冗余并聯(lián)運行模式可以提高電源系統(tǒng)可靠性。由于各單元模塊輸出電壓不完全相同，輸出阻抗也不一致，若直接并聯(lián)，會使其承受不均衡負(fù)載， 導(dǎo)致某些電源模塊因輸出電流偏大而縮短壽命，甚至因過流發(fā)生故障，因此必須采取均流措施來均衡各個電源模塊的輸出電流。2 總體設(shè)計 課題方案的研究本系統(tǒng)全部采用TI公司的優(yōu)質(zhì)芯片，以較為簡單的方案實現(xiàn)了題目的全部功能和要求。主要表現(xiàn)為：（1），輸出1A以上電流，效率達(dá)到85%，紋波小于50mV。（2）兩路進(jìn)行均流后，在不同負(fù)載下（輸出電流0～1A），不均流度3%以內(nèi)。（3），能迅速保護(hù)，并會自動嘗試負(fù)載是否恢復(fù)正常。 DCDC轉(zhuǎn)換方法及實現(xiàn)方案的論證與選擇方案一：采用MB3759。PWM控制器(MB3759)的反饋通道由電壓誤差放大器EA、PWM比較器和鎖存器及驅(qū)動電路組成。管腳1作為直流輸出電壓的反饋信號，管腳2與芯片輸出的參考電壓相連，作為誤差放大器的參考輸入，管腳3輸入主電路的電壓反饋。 受時鐘脈沖觸發(fā)，功率管開通，電感電流上升到由EA輸出決定的門限值時，PWM比較器翻轉(zhuǎn)，鎖存器復(fù)位，驅(qū)動脈沖關(guān)斷功率管，電感電流下降，直到下一個時鐘脈沖到來，鎖存器置位，開關(guān)管重新開通。輸入電壓變化時，電感電流的上升斜率變化，輸出占空比改變以抑制輸入電壓的變化，這是一個前饋調(diào)節(jié)過程，響應(yīng)極快；負(fù)載擾動則是通過EA改變電流門限值進(jìn)行調(diào)節(jié)的。MB3759的芯片外圍電路如圖21。 圖21 MB3759芯片外圍電路方案二：采用TI 公司的集成芯片TPS5430。該芯片內(nèi)部集成110 mΩ的MOS 開關(guān)管，效率高達(dá)95%，輸出電流最高3A，能夠滿足題目的要求。該芯片固定為500KHz 開關(guān)頻率，可以采用較小的濾波電容、電感消除紋波。而且此芯片只需要配合少許外部原件便可精確、穩(wěn)定地得到輸出電壓。所以我們采用TPS5430芯片作為DCDC模塊的主器件。如圖22是TPS5430典型應(yīng)用電路。圖22 TPS5430的典型應(yīng)用電路經(jīng)過方案的論證和比較，最后的設(shè)計如下：電源芯片采用開關(guān)電源芯片TPS5430和均流芯片UCC29002。3 硬件電路的設(shè)計電路的硬件部分主要包括：開關(guān)電源芯片TPS5430模塊、均流芯片UCC29002模塊。 穩(wěn)壓模塊的設(shè)計 TPS5430的介紹TPS5430是TI公司最新推出的一款性能優(yōu)越的DC /DC開關(guān)電源轉(zhuǎn)換芯片。TPS5430具有良好的特性, 其各項性能及主要參數(shù)如下:高電流輸出: 3A (峰值4A) 。 寬電壓輸入范圍: ～36V。高轉(zhuǎn)換效率: 最佳狀況可達(dá)95%。 寬電壓輸出范圍: 。內(nèi)部補(bǔ)償最小化了外部器件數(shù)量。 固定500kHz轉(zhuǎn)換速率。有過流保護(hù)及熱關(guān)斷功能。 具有開關(guān)使能腳, 關(guān)狀態(tài)僅有17uA靜止電流。內(nèi)部軟啟動。與其他同類型直流開關(guān)電源轉(zhuǎn)換芯片相比, TPS5430的高轉(zhuǎn)換效率特別值得關(guān)注。如圖31是在12V輸入電壓、5V輸出電壓時TPS5430轉(zhuǎn)換效率與輸出電流的關(guān)系曲線圖。圖31 TPS5430轉(zhuǎn)換效率與輸出電流的關(guān)系曲線圖TPS5430功能和結(jié)構(gòu)：(1) 管腳說明:TPS5430采取8腳SO IC PowerPADTM封裝, 如圖32為TPS5430的封裝圖。(2) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能:①晶振(Oscillator) 頻率。固定500kHz轉(zhuǎn)換速率, 使得在同樣的輸出波紋要求下產(chǎn)生更小的輸出電感。②基準(zhǔn)(Reference) 電壓。通過縮放溫度穩(wěn)定能隙帶電路的輸出范圍, 基準(zhǔn)電壓系統(tǒng)產(chǎn)生精確的基準(zhǔn)信號。經(jīng)測試, 在允許的溫度范圍內(nèi), 。
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