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开关电源的并联供电方案设计(下)
时间:2020-11-20 08:26:21 点击次数:40

       本体系以12c5a60s2单片机为操控核心,规划并制作了开关电源并联供电体系,其主电路拓扑为同步降压电路,运用PID数字闭环操控。电源可稳压分流输出,还具有过流、短路维护功用。该体系较好的完成了各项要求,并具输出参数显示功用,体系安稳。期望能够为电气作业者供给一些参考意见。


理论剖析与核算

1、PWM波形发生

        PWM波有许多发生办法:施密特触发器发生、与门(与非门)发生、555电路发生、晶振发生、单片机发生等。晶振能输出十分安稳的脉冲,是现代数字电路中最常用的器材,是现代数字电路中最常用的器材;555电路是经过3个电阻准确分压,得到的是很准确的波形,功用强大,也是十分常用的器材;施密特触发器和与门都是经过比较门槛电压来构成振动;而门槛电压会因各种原因变化,构成的振动电路会有输出频率不行安稳的缺陷。而单片机能够发生安稳的PWM波型,能够调节PWM的频率,调整PWM的占空比,更于方便操控PWM波,完成电压和电流的调控。

 2、体系总体计划的确认

        单片机输出PWM波形,用大功率三极管TIP42c作为开关管,把直流变成方波,经过LC电路滤波,滤平峰尖脉冲,得到直流电压。经过负反应,把电压终究安稳在所要的数值上。

 3、开关器材的挑选

        开关器材挑选mos管。其具有输出安稳,输出精度高,功耗低,具有线路降压补偿等点。

4、开关部分各参数规划

        电感滤波电容的选用和纹波密切相关,占空比D=Vo/Vi=8/24/0.33(比试验得到的低,可是能够经过反应来安稳输出电压)。当负载取10欧,开关频率为20kHz,纹波

        ΔV/Vo=0.05%的时分,依据电容电感充放电公式有:

        L=(1-D)*RT/2=(1-0.33)*10*0.00005/2=268µH

        C=VoDT2/8LΔVo=0.42*5*(0.00005)2/8*268*10-6*0.005=61.5µF

        LC低通滤波器的截止频率:

        f=1/(2π√(LC))=1/(2π√268*61.8*10-6*10-6)≈1.2kHz

        小于开关频率,能够很好地滤除开关高频噪声。

5、电流收集部分规划

        电流采样咱们选用ACS712,带2.1kRMS电压绝缘及低电阻电流导体的全集成、根据霍尔效应的线性电流传感器IC,其特色是低噪音模拟信号路径,5V单电源操作可经过新的滤波引脚设置器材带宽,5µs的输出上升时间,对应步进输入电流,80千赫的带宽,总输出差错为1.5%接近零的磁滞,以及电源电压的成份额输出等。典型应用包含电动机操控、载荷检测和管理、开关式电源和过电流故障维护。足以检测开关电源输出的电流。把输出电流转化为电压输出至单片机的AD输入。将收集到的电流运用到过流维护和短路维护。


功率剖析核算

        DC-DC电路输入电压UIN=24

        信号占空比D=1—UIN/UO=0.58

        输出功率PO=UO*IO=80W

        输入电压有效值IIN=IO/(1—D)=6A

        肖特基二极管的损耗:PD=IOVD,又IO=4A。所以取二极管压降VD为0.35V,带入可得PD=1.4W

        两只采样电阻上得总损耗为0.9W

        综上所述此电路可满足规划



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