电源热插拔技术的研究

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文电源热插拔技术的研究姓名：赵继成申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：姚绪梁20110306电源热插拔技术的研究HI————Ra--IIiiiiiiiiiiiiiiii萱萱iiiiiii宣iiiiiiiiiii摘要热插拔技术是实现电源连续运行和不停机维护的关键技术。对电源设备关键部件进行冗余备份，并在不中断系统工作的条件下更换出故障的电源和对系统进行扩容，是提高电源系统可靠性最有效的方法，因此电源的热插拔技术受到越来越多的关注。热插拔功能在电源设计中是非常重要的。在采用故障容限电

2、源架构的应用系统中，都要求带有热插拔功能以满足零停机时问的要求。在热插拔过程中，热插拔功能要避免电压、电流产生明显波动。首先，本文介绍了DC／DC变换器的拓扑结构，以Buck型DC／DC变换器为例建立并联运行的模型，并且基于状态空间平均法从理论上分析了Buck型DC／DC变换器并联系统模块输出电流不平衡产生的原因以及决定不平衡情况的因素。其中，DC／DC变换器的控制策略采用电流环为内环，电压环为外环的双环控制，控制器采用传统的PI控制器。在均流方法上，综合考虑成本和均流精度，本文采用最大电流自主均流法实现DC／DC变换

3、器之间的均流。其次，本文在并联运行的DC／DC变换器之间实现热插拔控制器的功能，介绍了热插拔控制器的设计方法，包括电流检测模块、微控制器及驱动模块和功率电流限制模块三部分。在此基础上，研究了热插拔连接器的几个关键问题，重点介绍了在热插拔过程中抑制浪涌电流和电压上升和跌落的控制方法，建立仿真模型对提出的方法验证，并且设计了硬件电路。硬件电路以数字信号处理器TMS320F28335芯片为控制核心，设计了硬件实验电路，电路包括主控制电路、功率电路、驱动电路、检测电路、采样电路和保护电路等。系统控制程序的编写采用模块化的编程结

4、构。程序由主程序和中断服务子程序构成，主程序负责功能模块进行初始化，设置参数，为各个中断驱动的控制任务开放中断，执行中断服务子程序；中断服务子程序包括插入过程服务子程序和拔出过程服务子程序，主体工作包括电压检测、定时功能以及驱动模拟开关等。最后，通过实验采集到热插拔后的电压和电流，变换器平均承担了负载电流，均流效果良好，而且电压在热插拔过程中的电压波动平稳，验证了采用方法的可行性。关键词：热插拔；分布式电源；Saber仿真电源热插拔技术的研究ABSTRACTThehotswaptechniqueisakeytechni

5、quethatachievesthecontinuousoperationanduninterruptedmaintenance．Itisapracticalwaythatimprovesthestabilityofthepowersupplysystemwithredundantbackupforthekeypartsinthepowersupplyandthereplacementofthefaultpowersupplyandpowerenhancementintheuninterruptedcondition．

6、Thus，moreandmoreattentionisattractedbythetechnique．Thehotswapfunctionisveryimportantintheprocessofthepowersupplydesign．Thehotswapfunctionisrequiredinordertofacilitatethenon．shutdowntimeintheapplicationofthepowersupplyarchitecturewitllthefaulttolerance．Itneedstob

7、eavoidedthatthecurrentandvoltageisrippledseriouslyduringtheprocessofthehotswap．Firstly,thetopologyoftheDC／DCconverterisintroduced，thenestablishesaparalleloperationmodelforBuckDC／DCconverter,analysesthereasonsforthecauseoftheunbalanceoutputcurrentandthefactorstha

8、tleadtotheunbalanceconditionaccordingtoState．SpaceAveragingMethod．ThecontrolstrategyoftheDC／DCconverteriscomposedoftwoloopswhichisacurrentloopandavoltageloop．Theconve