开关电源并联均流系统的研究

摘要

随着用电设备功率的增加，设备对开关电源输出功率的要求也越来越高。在实际应用中，为了满足大功率的需要，常常采用并联模块化电源的供电方式。这种方式降低了MOS管的电流应力和热应力，提高了电源系统的稳定性和可靠性。但是，仅通过简单并联的方式并不能保证电源系统稳定、可靠的工作，模块间存在“均流”的问题，不同的解决方法，对整个电源系统的稳定性、可靠性都有很大的影响。因此，在电源并联运行系统中必须要引入有效的均流控制策略。为此，本文对数字化的开关电源并联均流系统进行了研究设计。
　　首先在研究、分析开关电源相关理论和重要技术的基础上，设计了一款单端反激式开关电源作为并联的电源模块，主要完成具体电路参数的设计，包括前级电路和整流滤波电路、EMI滤波电路、RCD钳位电路、高频变压器、次级整流滤波电路、LC滤波电路等。
　　其次为了防止负载突变或输入电压变化引起的电源振荡，提出一种基于小信号传递函数的反馈网络补偿的设计方法，利用Matlab软件的频域仿真，优化设计的反馈补偿电路参数。通过Cadence 16.3软件对电源结构进行建模和仿真，验证了设计参数的合理性，根据设计参数组装成电源样机，并对样机进行实验研究。
　　最后分析研究了几种常用的开关电源并联均流的控制技术，选取单片机 ATme ga16作为并联电源模块的均流控制器，对均流方案硬件电路及程序部分进行设计，实现电源模块的均流控制。通过对均流模块进行仿真与实验分析，可以看出系统稳定，均流性能良好，达到了预期的设计要求。

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第一章 绪 论

§1-1 开关电源并联运行的发展状况

§1-2 课题研究的目的及意义

§1-3 开关电源并联运行的要求与方法

§1-4 本课题的研究内容

第二章 开关电源拓扑结构的选取与设计

§2-1 开关电源拓扑结构的选取

§2-2 反激式开关电源高压侧设计

§2-3 反激式开关电源低压侧设计

§2-4 反激式开关电源变压器设计与绕制

§2-5 反激式开关电源的保护电路设计

§2-6 本章小结

第三章 基于小信号分析的电源反馈网络设计

§3-1 UC3842分析及外围电路的设计

§3-2 电压反馈回路及参数配置

§3-3 电压反馈补偿网络的分析

§3-4 本章小结

第四章 电源并联均流电路的设计

§4-1 并联均流控制的基本原理

§4-2 均流控制器硬件设计

§4-3 均流程序设计

§4-4 本章小结

第五章 系统的仿真及调试

§5-1 电源模块的建模仿真与实验测试

§5-2 均流控制硬件电路的仿真分析

§5-3 均流控制硬件电路测试

第六章 结论与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果