專利名稱：一種穩(wěn)壓開關(guān)電源模塊并聯(lián)均流供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于穩(wěn)壓開關(guān)電源領(lǐng)域，特別涉及一種并聯(lián)均流供電裝置。
背景技術(shù)：
目前，穩(wěn)壓均流電路多采用輸出阻抗法、平均電流法、最大電流法，這些方法都有各自的弊端。采用輸出阻抗法，其小電流時(shí)均流效果差，降低了電源輸出的負(fù)載特性，即以犧牲電路的技術(shù)指標(biāo)來實(shí)現(xiàn)均流；平均電流法的缺點(diǎn)是當(dāng)均流母線短路或某個(gè)模塊不工作時(shí)母線電壓下降，將促使每個(gè)模塊電壓下調(diào)，甚至達(dá)到下限，造成故障；在最大電流法的均流方式下，參與調(diào)節(jié)的單元由N個(gè)單元中最大輸出電流單元決定，而這個(gè)最大電流單元是隨機(jī)的，且主模塊均流總有誤差；而且以上均流方式都只能實(shí)現(xiàn)1:1的均流。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述背景技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供了一種穩(wěn)壓開關(guān)電源模塊并聯(lián)均流供電系統(tǒng)，既能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓功能，又能實(shí)現(xiàn)兩路開關(guān)穩(wěn)壓電路的輸出電流比值在0. 5^2之間任意設(shè)定。本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案一種穩(wěn)壓開關(guān)電源模塊并聯(lián)均流供電系統(tǒng)，包括開關(guān)穩(wěn)壓電路(1)、并聯(lián)均流控制電路(2)、輸入信號(hào)采集電路(3)、輸出信號(hào)采集電路(4)、鍵盤與顯示電路(5)、輔助電源電路(6)；所述的開關(guān)穩(wěn)壓電路(1)由兩個(gè)以上的開關(guān)穩(wěn)壓電路單元并聯(lián)而成；所述的開關(guān)穩(wěn)壓電路(1)、輸入信號(hào)采集電路(3)、輸出信號(hào)采集電路(4)、鍵盤和顯示電路(5 )分別與并聯(lián)均流控制電路(6 )相連；所述的并聯(lián)均流控制電路(2)、輸入信號(hào)采集電路(3)、輸出信號(hào)采集電路(4)、鍵盤與顯示電路(5)分別連通為其提供工作電壓的輔助電源電路(6)；所述的輸入信號(hào)采集電路(3)與開關(guān)穩(wěn)壓電路(1)的輸入端相連；所述的輸出信號(hào)采集電路(4)與開關(guān)穩(wěn)壓電路(1)的輸出端相連。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選技術(shù)方案有所述的開關(guān)穩(wěn)壓電路單元為降壓式變壓電路，由開關(guān)電源芯片、濾波電路和反饋回路組成，且任意兩路開關(guān)穩(wěn)壓電路單元的輸出電流比值范圍為0. 5 2。所述的開關(guān)電源芯片采用TPS5430型號(hào)芯片。所述的并聯(lián)均流控制電路(2)由控制器和控制開關(guān)穩(wěn)壓電路的D/A轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成。所述的控制器采用MSP430F149型號(hào)單片機(jī)。所述的信號(hào)采集電路由高邊電流檢測(cè)電路、電壓檢測(cè)電路、A/D轉(zhuǎn)換電路組成。所述的鍵盤與顯示電路(5)包括編碼開關(guān)和功能按鍵、液晶顯示器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有以下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果[0019]1、本實(shí)用新型采用集成芯片作為系統(tǒng)的主回路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，穩(wěn)定性強(qiáng)、 效率高、體積小，使系統(tǒng)更進(jìn)一步的集成化，智能化。2、本實(shí)用新型采用D/A控制開關(guān)穩(wěn)壓電路的反饋網(wǎng)絡(luò)即可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓和輸出電流分配功能，控制方法簡(jiǎn)單。3、本實(shí)用新型可以根據(jù)使用者的需求調(diào)節(jié)兩路輸出電流，以實(shí)現(xiàn)任意兩路開關(guān)穩(wěn)壓電路單元的輸出電流在0.5 2之間的任意比值的功能。適用于低電壓、高電流的電源供電裝置。4、本實(shí)用新型的鍵盤與顯示電路操作簡(jiǎn)單，顯示清晰，人機(jī)交互友好；信號(hào)采集電路中的高邊電流檢測(cè)電路排除了地線干擾，系統(tǒng)測(cè)量更加準(zhǔn)確。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型中開關(guān)穩(wěn)壓電路的電路原理圖；圖3是本實(shí)用新型中并聯(lián)均流控制電路中D/A轉(zhuǎn)換器的電路原理圖；圖4是本實(shí)用新型中信號(hào)采集電路中高邊電流檢測(cè)的電路原理圖；圖5是本實(shí)用新型中信號(hào)采集電路中A/D轉(zhuǎn)換器的電路原理圖；圖6是本實(shí)用新型中鍵盤與顯示電路中IXD顯示接口的電路原理圖；圖7是本實(shí)用新型中鍵盤與顯示電路中鍵盤接口的電路原理圖；圖8是本實(shí)用新型中輔助電源電路的電路原理圖；圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖9所示，本實(shí)用新型包括開關(guān)穩(wěn)壓電路(1)、并聯(lián)均流控制電路(2)、輸入信號(hào)采集電路(3)、輸出信號(hào)采集電路(4)、鍵盤與顯示電路(5)、輔助電源電路(6)。其中，開關(guān)穩(wěn)壓電路(1)由兩個(gè)開關(guān)穩(wěn)壓電路單元并聯(lián)而成；并聯(lián)均流控制電路(2)與輸入信號(hào)采集電路(3)、輸出信號(hào)采集電路(4)相連，通過D/A轉(zhuǎn)換器與開關(guān)穩(wěn)壓電路(1)的反饋回路連接；輸入信號(hào)采集電路(3)與開關(guān)穩(wěn)壓電路(1)的輸入端連接，輸出信號(hào)采集電路(4)與開關(guān)穩(wěn)壓電路(1)的輸出端連接；鍵盤與顯示電路(5)與并聯(lián)均流控制電路(2)連接；輔助電源電路(6)為并聯(lián)均流控制電路(2)、輸入信號(hào)采集電路(3)、輸出信號(hào)采集電路(4)提供工作電壓。輸入信號(hào)采集電路(3)采集兩路開關(guān)穩(wěn)壓電路的輸入電壓電流，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器傳送給并聯(lián)均流控制電路(2)，輸出信號(hào)采集電路(4)采集兩路開關(guān)穩(wěn)壓電路的輸出電壓電流以及負(fù)載電壓電流，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器傳送給并聯(lián)均流控制電路(2 )，控制電路根據(jù)采集的信號(hào)和通過鍵盤設(shè)置的兩路輸出電流的比值來控制開關(guān)穩(wěn)壓電路，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓均流的功能。本實(shí)用新型實(shí)施例中，并聯(lián)均流控制電路(2)采用MSP430型號(hào)單片機(jī)。本實(shí)用新型實(shí)施例的開關(guān)穩(wěn)壓電路單元由開關(guān)電源芯片TPS5430、LC濾波網(wǎng)絡(luò)、 反饋回路組成，其中反饋回路與并聯(lián)均流控制電路(2)相連，輸出端與輸出信號(hào)采集電路 (4)相連，其原理圖如圖2所示。并聯(lián)均流控制電路(2)輸出數(shù)字控制信號(hào)，經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)，從而改變反饋回路的反饋電壓，穩(wěn)定輸出電壓，調(diào)節(jié)各路的輸出電流比值。上述開關(guān)穩(wěn)壓電路(1)的輸出電壓為8V，最大負(fù)載電流為4. 5A，調(diào)節(jié)負(fù)載阻值可改變負(fù)載電流，兩路開關(guān)穩(wěn)壓電路單元輸出電流的比值范圍為0. 5 2。兩路開關(guān)穩(wěn)壓電路單元的電流串聯(lián)采樣電阻后并聯(lián)輸出，在保證快速反應(yīng)的同時(shí)增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。TPSM30 內(nèi)部集成的三極管等結(jié)構(gòu)防止了電流倒灌，無需再外加二極管阻值電流倒灌現(xiàn)象的發(fā)生， 簡(jiǎn)化電路且提高了效率。圖中的D/A控制屬于并聯(lián)均流控制電路(2)部分，采用MAX541實(shí)現(xiàn)如圖3所示。本實(shí)施例中，輸入信號(hào)采集電路(3)和輸出信號(hào)采集電路(4)均包括高邊電流檢測(cè)電路、電壓檢測(cè)電路、A/D轉(zhuǎn)換電路，其中高變電流檢測(cè)電路采集兩路開關(guān)穩(wěn)壓電路的輸出電流以及負(fù)載的電流，電壓檢測(cè)電路采集負(fù)載電壓，A/D轉(zhuǎn)換器將采集到的模擬電路參數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并傳送給上述并聯(lián)均流控制電路(2)。高邊電流檢測(cè)電路采用LTC6102實(shí)現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且采樣精準(zhǔn)，其原理圖如圖4所示，LTC6102由輸入端供電，提高了整機(jī)效率。電壓檢測(cè)電路為簡(jiǎn)單的電阻分壓網(wǎng)絡(luò)，本實(shí)施例中輸出電壓為8V，電阻分壓網(wǎng)絡(luò)流過的電流極小，電路簡(jiǎn)單且能達(dá)到精確測(cè)量的要求。A/D轉(zhuǎn)換電路采用高速A/D轉(zhuǎn)換芯片 ADS1115，系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間快、穩(wěn)定，其原理圖如圖5所示。鍵盤與顯示電路(5)包括編碼開關(guān)和功能按鍵、液晶顯示器。通過功能按鍵可使系統(tǒng)在自動(dòng)模式和手動(dòng)模式之間切換，按下功能按鍵表示系統(tǒng)進(jìn)入手動(dòng)模式，可通過編碼開關(guān)設(shè)定兩路開關(guān)穩(wěn)壓電路單元的輸出電流的比值，設(shè)置完后按下編碼開關(guān)的Enter按鍵確認(rèn)。當(dāng)本實(shí)用新型啟動(dòng)后，并聯(lián)均流控制電路(2)開始對(duì)本實(shí)用新型的各個(gè)部分進(jìn)行初始化，完成初始化后本實(shí)用新型處在待機(jī)工作狀態(tài)。此時(shí)可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行預(yù)設(shè)定， 通過鍵盤選擇自動(dòng)模式和手動(dòng)模式。裝置處于自動(dòng)模式時(shí)，負(fù)載電壓穩(wěn)定在8V,負(fù)載輸出電流隨負(fù)載阻值的改變而改變，范圍為OA、. 5A，兩路開關(guān)穩(wěn)壓電路單元的輸出電流之比為1:1。裝置處于手動(dòng)模式時(shí)，通過鍵盤設(shè)置兩路開關(guān)穩(wěn)壓電路單元的輸出電流之比，并聯(lián)均流控制電路(2)接收設(shè)置信號(hào)后控制開關(guān)穩(wěn)壓電路(1)的輸出電壓電流，輸出信號(hào)采集電路(4)采集裝置的電路參數(shù)并反饋給并聯(lián)均流控制電路(2)，如此反復(fù)采用動(dòng)態(tài)跟蹤的方法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓均流的功能。
權(quán)利要求1.一種穩(wěn)壓開關(guān)電源模塊并聯(lián)均流供電系統(tǒng)，其特征在于包括開關(guān)穩(wěn)壓電路(1)、并聯(lián)均流控制電路(2)、輸入信號(hào)采集電路(3)、輸出信號(hào)采集電路(4)、鍵盤與顯示電路(5)、輔助電源電路(6)；所述的開關(guān)穩(wěn)壓電路(1)由兩個(gè)以上的開關(guān)穩(wěn)壓電路單元并聯(lián)而成； 所述的開關(guān)穩(wěn)壓電路(1)、輸入信號(hào)采集電路(3)、輸出信號(hào)采集電路(4)、鍵盤和顯示電路(5)分別與并聯(lián)均流控制電路(6)相連；所述的并聯(lián)均流控制電路(2)、輸入信號(hào)采集電路(3)、輸出信號(hào)采集電路(4)、鍵盤與顯示電路(5)分別連通為其提供工作電壓的輔助電源電路(6)；所述的輸入信號(hào)采集電路(3)與開關(guān)穩(wěn)壓電路(1)的輸入端相連； 所述的輸出信號(hào)采集電路(4)與開關(guān)穩(wěn)壓電路(1)的輸出端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穩(wěn)壓開關(guān)電源模塊并聯(lián)均流供電系統(tǒng)，其特征在于 所述的開關(guān)穩(wěn)壓電路單元為降壓式變壓電路，由開關(guān)電源芯片、濾波電路和反饋回路組成，且任意兩路開關(guān)穩(wěn)壓電路單元的輸出電流比值范圍為0. 5 2。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的穩(wěn)壓開關(guān)電源模塊并聯(lián)均流供電系統(tǒng)，其特征在于所述的開關(guān)電源芯片采用TPS5430型號(hào)芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穩(wěn)壓開關(guān)電源模塊并聯(lián)均流供電系統(tǒng)，其特征在于 所述的并聯(lián)均流控制電路(2)由控制器和控制開關(guān)穩(wěn)壓電路的D/A轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的穩(wěn)壓開關(guān)電源模塊并聯(lián)均流供電系統(tǒng)，其特征在于所述的控制器采用MSP430F149型號(hào)單片機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穩(wěn)壓開關(guān)電源模塊并聯(lián)均流供電系統(tǒng)，其特征在于 所述的信號(hào)采集電路由高邊電流檢測(cè)電路、電壓檢測(cè)電路、A/D轉(zhuǎn)換電路組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穩(wěn)壓開關(guān)電源模塊并聯(lián)均流供電系統(tǒng)，其特征在于 所述的鍵盤與顯示電路(5)包括編碼開關(guān)和功能按鍵、液晶顯示器。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種穩(wěn)壓開關(guān)電源模塊并聯(lián)均流供電系統(tǒng)，包括開關(guān)穩(wěn)壓電路、并聯(lián)均流控制電路、輸入信號(hào)采集電路、輸出信號(hào)采集電路、鍵盤與顯示電路、輔助電源電路。其中，開關(guān)穩(wěn)壓電路作為系統(tǒng)的主回路采用集成芯片，并聯(lián)均流控制電路通過其D/A轉(zhuǎn)換器控制開關(guān)穩(wěn)壓電路的反饋網(wǎng)絡(luò)以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓和輸出電流分配功能。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，控制方法容易。除此之外，本實(shí)用新型采用的鍵盤與顯示電路具有操作簡(jiǎn)單，顯示清晰，人機(jī)交互友好的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型既可實(shí)現(xiàn)任意低于輸入電壓的穩(wěn)壓輸出，又可實(shí)現(xiàn)輸出電流精確設(shè)置。
文檔編號(hào)H02M3/00GK202276288SQ20112039103
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月14日
發(fā)明者尹露, 張望先, 彭偉, 黃科 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)