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高频开关电源的并联均流系统

发布时间:2020-07-01 01:56:15 阅读: 来源:铝硝酸罐厂家

摘要:介绍了高频开关电源的控制电路和并联均流系统。控制电路采用TL494脉宽调制控制器来产生PWM脉冲,用软件的方式实现多电源并联运行时达到均流的方法。

本文引用地址:关键词:开关电源;脉宽调制;均流

0 引言

模块化是开关电源的发展趋势,并联运行是电源产品大容量化的一个有效方案,可以通过设计N+l冗余电源系统,实现容量扩展。本系统是多台高频开关电源(1000A/15V)智能模块并联,电源单元和监控单元均以AT89C51单片机为核心,电源单元的均流由监控单元来协调,监控单元既可以与各电源单元通信,也可以与PC通信,实现远程监控。

1 PWM控制电路

TL494是一种性能优良的脉宽调制控制器,TL494由5V基准电压、振荡器、误差放大器、比较器、触发器、输出控制电路、输出晶体管、空载时间电路构成。其主要引脚的功能为:

脚1和脚2分别为误差比较放大器的同相输入端和反相输入端;

脚15和脚16分别为控制比较放大器的反相输入端和同相输入端;

脚3为控制比较放大器和误差比较放大器的公共输出端,输出时表现为或输出控制特性,也就是说在两个放大器中,输出幅度大者起作用;当脚3的电平变高时,TL494送出的驱动脉冲宽度变窄,当脚3电平变低时,驱动脉冲宽度变宽;

脚4为死区电平控制端,从脚4加入死区控制电压可对驱动脉冲的最大宽度进行控制,使其不超过180°,这样可以保护开关电源电路中的三极管。

振荡器产生的锯齿波送到PWM比较器的反相输入端,脉冲调宽电压送到PWM比较器的同相输入端,通过PWM比较器进行比较,输出一定宽度的脉冲波。当调宽电压变化时,TL494输出的脉冲宽度也随之改变,从而改变开关管的导通时间ton,达到调节、稳定输出电压的目的。脉冲调宽电压可由脚3直接送入的电压来控制,也可分别从两个误差放大器的输入端送入,通过比较、放大,经隔离二极管输出到PWM比较器的正相输入端。两个放大器可独立使用,如分别用于反馈稳压和过流保护等,此时脚3应接RC网络,提高整个电路的稳定性。

如图1所示,PWM脉冲的占空比有内部误差放大器EA1来调制,而内部误差放大器EA2则用来打开和关断TL494,用于保护控制。脚2和脚15相连,并与公共输出端脚3相连通,因脚3电位固定,所以,TL494驱动脉冲宽度主要由脚1(PWM调整控制端)来控制;脚16是系统保护输入端,系统的过流、过压、欠压、过温等故障以及稳压或稳流切换时关断信号都是通过脚16来控制。锯齿波发生器定时电容CT=0.01μF,定时电阻RT=3kΩ,其晶振频率fosc==36.6kHz。内部两个输出晶体管集电极(脚8和脚11)接+12V高电平,其发射极(脚9和脚10)分别驱动V1和V2,从而控制S1和S2,S3和S4管轮流导通和关闭。

图1 PWM控制电路

2 软件介绍

2.1 电源单元和监控单元的软件

高频开关电源单元主要有数据采集,电压电流输出给定,键盘和LED显示,故障处理以及与监控单元RS485通信等子程序组成。监控单元主要有键盘和液晶显示,EEPROM以及与电源单元和PC机RS485通信等子程序组成。EEPROM用于存放工作参数和其他不能丢失的信息,它采用X5045芯片,X5045有512字节,内涵看门狗电路,电源VCC检测和复位电路。

如果出现故障,电源单元立即做出相应处理,并主动向监控单元申请中断,将故障数据传送给监控单元,监控单元立即调用故障处理程序,如果故障严重将切除故障电源,并启动备份电源,而且将故障情况传送给PC机。

2.2 均流处理程序

高频开关电源单元将各自的电压和电流发送给监控单元,监控单元接收到各电源单元的电压和电流信息后,马上进入均流判定处理程序。本程序将根据均流精度的要求,计算出该由哪个电源单元进行怎样的调节以达到均流要求。该程序主要包括下面两个模块:第一个模块主要完成电压的检查工作,发现电源单元电压偏移超过要求,马上进行相应调节,保证其电压为要求值;第二个模块用于进行均流计算,该模块将找出电流偏移平均值超过规定要求的电源单元,并进行相应的调节。均流流程图如图2所示。

图2 均流处理流程图

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