直流電源均流電路設(shè)計畢業(yè)論文-預(yù)覽頁
【正文】 護。通過兩片負(fù)載共享控制芯片UCC29002 對輸出電流進行均流，兩路輸出誤差最佳可控制在1%以內(nèi)。以及大量電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用。致使其外特性不盡相同。因此。并針對均流效果進行了仿真和實驗驗證。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。（2）兩路進行均流后，在不同負(fù)載下（輸出電流0～1A），不均流度3%以內(nèi)。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。 圖21 MB3759芯片外圍電路方案二：采用TI 公司的集成芯片TPS5430。所以我們采用TPS5430芯片作為DCDC模塊的主器件。 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。 寬電壓輸出范圍: 。 具有開關(guān)使能腳, 關(guān)狀態(tài)僅有17uA靜止電流。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。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。ENA腳可以懸空。UVLO比較器的典型遲滯值為330mV。輸出電壓通過外部電阻分壓被反饋到VSENSE腳。內(nèi)部的電壓正反饋保證了無論輸入電壓如何變化電源芯片都有一個恒定的增益。轉(zhuǎn)換器采取固定頻率控制方式。接點溫度超過了溫度關(guān)斷點, 電壓參數(shù)被置為地, 高端MOSFET關(guān)斷。作為DC 變換電源芯片，體積如此小且不加散熱，能達到此設(shè)計必須要求芯片效率高。②對ENA腳沒有特殊要求時可懸空, 也可預(yù)留出信號過孔。輸出儲能回路，采用了儲能比較大的環(huán)形電感和ESR 值及漏電比較小的鉭電解電容。開關(guān)電源的頻率越高，儲能電感和電容就可以越小，使用此芯片時，22uH 的小電感完全可以滿足要求，而且利于把電源體積做小，節(jié)約成本。芯片3 腳雖然無電氣連接，設(shè)計電路時必須將這兩腳懸空。這里推薦10μF (C 1) 的高性能陶瓷電容。TPS5430具有內(nèi)部補償電路。③輸出電壓設(shè)置。BOOT電容C 。因此，在多模塊并聯(lián)運行系統(tǒng)中必須引入有效的均流控制策略，從而使各模塊均勻地承擔(dān)負(fù)載功率，提高系統(tǒng)的可靠性。采用這種方法可以較好地實現(xiàn)冗余，不會因某一個模塊的故障而影響整個系統(tǒng)的運行。如圖35是UCC29002的封裝圖：圖35 UCC29002的封裝圖如圖36為UCC29002內(nèi)部框圖。其他模塊電源成為從模塊，由于串聯(lián)在均流驅(qū)動放大器輸出端的二極管的作用，從模塊的均流驅(qū)動放大器輸出不與均流母線相通。誤差電壓用來調(diào)整模塊電源的輸出電壓，以平衡所有并聯(lián)模塊電源的負(fù)載電流，這是通過調(diào)整放大器和緩沖三極管來實現(xiàn)的。當(dāng)控制芯片發(fā)生故障時，通過控制調(diào)整放大器啟動和調(diào)整邏輯單元，防止輸出錯誤的調(diào)節(jié)信號，實現(xiàn)對系統(tǒng)的保護。影響該芯片均流效果的主要是adj R 。由于電源芯片精度較高，小阻值取樣電阻如果誤差較大，電路效果就會很差。實際制作電路時，差動放大器的外圍電阻是經(jīng)過四位半萬用表實際量取的，保證了放大器本身的低誤差。有此附加電流流過R4后，A點電壓下降，從而B點基準(zhǔn)電壓也下降。綜合考慮均流誤差和過流保護，我們將放大倍數(shù)減小為100倍。為了兼顧均流能力及輸出電壓的穩(wěn)定，我做出了折中的選擇，將R4選定為66Ω。均流總線驅(qū)動放大器能把自己的輸出電流感應(yīng)電壓反饋到總線（LS）上，而當(dāng)母線電壓則不會倒灌回CSO端。晶體管的電流，即（ADJ）的輸入電流便受控于誤差放大器的輸出電壓(EAO)。 DCDC轉(zhuǎn)換模塊的設(shè)計TPS5430 內(nèi)部集成了PWM 產(chǎn)生電路、高位場效應(yīng)管驅(qū)動電路以及低導(dǎo)通電阻的NMOS 管，所以TPS5430的外圍電路只需一個自舉電容、輸出濾波器以及反饋電阻即可。肖特基二極管同時擁有低壓降和快恢復(fù)的特性，是不錯的選擇。但考慮到本題目對效率及紋波的要求，我們決定選擇低階濾波，以降低濾波器的消耗。而低ESR的電解電容都較為昂貴，故我們在電感上進行改進。其中， = 電感兩端電壓，= NMOS管漏極電壓，Vout = 輸出電壓，假設(shè)紋波電流峰峰值不超過滿負(fù)載電流的30%，即Di = 1A 30% = 。 PCB制作制作電子產(chǎn)品很大的一部分要花在PCB的設(shè)計制作中，特別對與復(fù)雜的電子線路更是如此。 (3)進行規(guī)則設(shè)置，因為電路較為簡單，采用單面板敷設(shè)。 (7)打印底圖，接下來就是圖形轉(zhuǎn)移，通過高溫壓制把打印出來的底圖附到銅板上。 電路組裝(1)電路組裝可是一門技術(shù)活，首先要熟悉PCB的結(jié)構(gòu)，然后對應(yīng)原理圖準(zhǔn)確的放置元器件的位置。一些容易受靜電損傷的半導(dǎo)體器件要最后安裝；最后才來連通走線。我們采取了一些抗干擾措施。(3)如圖61是硬件調(diào)試圖:圖61 硬件調(diào)試圖 輸入電路的調(diào)試輸入電路由抗干擾電路、整流濾波電路組成，這部分電路調(diào)試較為簡單，通電前先用萬用電表RX1K檔測量濾波電容兩端電阻，正常應(yīng)有充放電現(xiàn)象，如為零則有短路故障，必須排除后才能通電；然后裝上保險管，接上隔離變壓器，測量輸入兩端電壓，約為24V，說明電路工作正常。額定負(fù)載計算公式： （61）注：式中 R0 為額定負(fù)載電阻值，U 為標(biāo)稱輸出電壓值，P 為額定功率。 電源VA24v100w圖 63 額定負(fù)載接線示意圖通過測試，當(dāng)空載（無窮大）時，電壓表側(cè)得輸出電壓=；當(dāng)調(diào)整負(fù)載電阻至額定輸出功率工作狀態(tài)，供電系統(tǒng)的直流輸出電壓=，其符合范圍。(2)計算效率。使兩個模塊輸出電流之和= ,經(jīng)測定可以實現(xiàn)按=1:1 模式自動分配電流，而且每個模塊的輸出電流的相對誤差絕對值不大于5%。使兩個模塊輸出電流之和= ，繼電器有反應(yīng)，按= 1:2 模式自動分配電流，且每個模塊輸出電流的相對誤差絕對值不大于5%。本次設(shè)計的直流電源均流電路主要利用負(fù)載共享控制器UCC29002 實現(xiàn)。雖然各項指標(biāo)的要求基本達到，但在整個設(shè)計過程及調(diào)試結(jié)果中還存在著許多不足之處。 參考文獻[1] 符贊宣，瞿文龍，張旭．平均電流模式DCIDC變換器均流控制方法[J]．清華大學(xué)學(xué)報，2003，43(3)：337—340．[2] 王字飛．基于最大均流法的DCIDC變換器并聯(lián)系統(tǒng)研究[D]．北京：中國科學(xué)院研究生院，2004．[3] 王正國．DCIDC變換器并聯(lián)均流技術(shù)研究[D]．成都：西南交通大學(xué)。正是由于鄭老師的關(guān)心和支持，使得我的學(xué)業(yè)能夠順利的完成
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