基于单片机的智能稳压型开关电源模块并联供电硬件系统的设计-论文

知识点一：单片机在开关电源设计中的应用 本篇论文主要介绍的是如何利用C8051F型单片机设计一个稳压型开关电源的硬件系统。单片机作为一种微控制器，其在开关电源设计中的作用主要体现在对电源输出电压和电流的控制上。单片机通过软件编程实现电压和电流的实时调节，比如通过收集输出的两路电流信息，经过A/D转换后与设定值进行比较，再通过逐步逼近的算法调节DAC的输出量，从而实现对负载电流的智能调节。这使得开关电源不仅能够输出稳定的直流电压，而且可以准确控制输出功率，实现智能化控制。 知识点二：Buck型电路作为主电路的选择理由 在设计稳压型开关电源硬件系统时，文中选择了Buck型电路作为主电路。Buck电路是一种降压斩波电路，其特点在于高效率和低损耗。这种电路能够将输入的直流电压降低到期望的水平，并通过斩波方式稳定输出直流电压。谐振DC-DC变换器正是基于Buck电路设计的，它能够在较宽的输入电压范围内保持稳定的直流输出，是开关电源中常用的电路拓扑结构之一。 知识点三：PWM信号的产生和控制方式 在稳压型开关电源的设计中，PWM信号的产生和控制是关键技术之一。本文提出两种产生PWM信号的方案。方案一采用专用PWM芯片来产生控制信号，虽然实现起来较为简便，但不便于实时调节电压和电流。方案二则是通过单片机产生PWM信号，并通过软件算法来控制，此方案便于实现电压和电流的动态调节。单片机通过外围放大电路将控制信号作用于负载，从而实现对电流的精细调节，同时也支持过流保护等安全措施。 知识点四：智能稳压开关电源硬件系统的组成及功能 智能稳压开关电源硬件系统的设计要求具备多种功能，包括稳定的直流输出电压、效率和输出电流的调节，以及负载短路保护和自恢复功能等。系统主要由五部分组成，分别是：DC-DC主回路、驱动电路、电流控制电路、显示电路和键盘控制单元。这种设计不仅提高了电源的性能和可靠性，也提高了系统的智能化水平，使其具备了组网功能和远程控制能力。 知识点五：负载短路保护及自恢复功能的重要性 在设计开关电源模块并联供电系统时，必须考虑负载短路保护及自恢复功能。负载短路时，电源需立即切断输出，保护负载和电源本身不受损害。自恢复功能是指在去除短路故障后，系统能够自动恢复到正常工作状态，无需手动干预。这样的设计提升了开关电源系统的安全性能和可靠性，使其能够在各种异常情况下保障电源和负载的安全。 知识点六：IGBT驱动电路的设计 文中选择使用EXB841作为IGBT驱动电路的核心器件。IGBT即绝缘栅双极型晶体管，是一种在高压、大电流领域应用广泛的电力电子器件。驱动IGBT需要特定的驱动电路，EXB841是用于驱动IGBT的一类专用驱动芯片，它可以提供必要的驱动电压，确保IGBT能够在正常的工作状态下进行高效可靠的开关动作。设计IGBT驱动电路时需要考虑驱动电压的大小、隔离要求、保护机制等，以确保系统的稳定运行。 知识点七：外部控制均流方法 文中提到的外部控制均流方法，是指在多路开关电源模块并联供电时，通过外部控制电路使各个电源模块均分负载电流，从而实现均流的目的。由于并联供电系统中各模块的输出特性可能存在差异，因此均流控制是并联系统稳定运行的关键技术。通过均流控制，可以确保各个电源模块均匀分担负载电流，提高系统的整体稳定性和可靠性。常用的均流控制方法包括主从均流控制、平均电流法、峰值电流法等。