开关稳压电源模块并联供电

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1、沈阳航空航天大学电子信息工程学院毕业设计（论文）第1章绪论1.1选题意义及目的电源问题一直是人们十分关心的问题，是所有电设备的动力。在电力系统中，直流系统的可靠性、稳定性及性能直接影响到电厂的运行和设备的安全；在通信网络中，通信电源成为构成各种通信手段必不可少的组成部分，对确保通信质量具有重要的影响，人们视通信电源为整个通信系统的心脏。以往应用的传统的相控整流电源设备因为采用工频变压器，体积大，且输出电压的纹波系数大。它的监控系统不完善，采用主从备份方式，用户使用不方便；更重要的是它无法达到电力系统监控设备和通信设备要求电源纹波小，可靠性高，

2、抗干扰能力强的新的技术标准。另外，由于充电设备与蓄电池并联运行，纹波系数较大，会出现蓄电池脉动充电放电，影响蓄电池的使用寿命。另外因其网侧功率因数低、调整速度慢、噪声大等缺点，正在被逐步淘汰。取而代之的是高频开关电源。开关电源取消了传统电源采用的笨重的工频变压器，使得电源得体积大大缩小；电源中得电力电子器件工作在开关状态，使整机效率很高；由于器件的开关频率一般大于20kHz，所以基本上听不到噪声。43沈阳航空航天大学电子信息工程学院毕业设计（论文）随着电力电子技术的发展，电源技术被广泛应用于计算机、工业仪器仪表、军事、航天等领域，涉及到国民经

3、济各行各业。各种电子装置对电源功率的要求越来越高，对电流的要求也越来越大，开关电源向更大功率方向发展。研制各种各样的大功率、高性能的开关电源成为趋势。但受构成电源模块的半导体功率器件，磁性材料等自身性能的影响，单个开关电源模块的最大输出功率只有几千瓦，但实际应用中往往需用几百千瓦以上的开关电源为系统供电。因此，大功率电源系统需要用若干台开关电源并联运行，以满足负载功率的要求。同时考虑分布式与集中式电源系统相比所具有的优点,具体采用分布式电源系统供电。这样每个变换器只处理较小功率，降低了应力，还可以应用冗余技术，提高了系统的整体稳定性，并且使用

4、场合不受限制，根据需要组合，方便灵活。其容量可以任意扩展。同时可将模块的开关频率提高到兆赫级，从而提高模块的功率密度使电源系统的体积、重量得到下降。可谓一举多得。由于大功率电源负载需求的增加以及分布式电源系统的发展开关电源并联技术的重要性也日益突出。而且，社会发展越来越迅速，单个的电源往往不能满足人们的各种需求。因此，采用多个电源模块并联供电，不但可以提供所需电流，而且还可以形成N＋m冗余结构，提高了系统的稳定性，可谓一举两得。但是，在电源模块并联运行时，由于各个模块参数的分散性，使其输出的电流不可能完全一样，导致有些模块负荷过重，有些模块过

5、轻。这将使系统的稳定性降低，会给我们的生产和生活带来严重的后果，而且电源模块自身的寿命也会大大缩短。国外有资料表明，电子元器件在工作环境温度超过50℃时的寿命是在常温（25℃）时的1/6。因此，使各并联电源模块的输出电流平均分配，是提高并联电源系统稳定性的一个必须解决的问题。在本次设计中，电子测量技术、单片机原理及应用，以及模拟/数字信号处理等的多种学科技术知识的综合运用。通过本设计，提高本专业各学科综合知识的实际运用能力，与此同时也提高自身的分析能力与实际动手能力，增强自身对设计的科学性、系统性、及全面性的理解。通过此次设计，能较好的掌握硬

6、件电路的设计的工作流程，进一步体会汇编语言与C语言编写程序的优缺点。1.2国内外同类设计的现状目前我国通信、信息、家电和国防等领域的电源普遍采用高频开关电源，相控电源将逐渐被淘汰。国内开关电源技术的发展，基本上起源于20世纪70年代末和80年代初。经过20多年的不断发展，开关电源技术有了重大进步和突破。新型磁性材料和新型变压器的开发、新型电容器和EMI滤波器技术的进步以及专用集成控制芯片的研制成功，使开关电源实现了小型化，并提高了EMC性能。微处理器监控技术的应用，提高了电源的可靠性，也适应了市场对其智能化的要求。60年代中期，美国已研制成2

7、0kHzDC—43沈阳航空航天大学电子信息工程学院毕业设计（论文）DC变换器及电力电子开关器件，并虚用于通信设备供电。到70年代初期已被先进国家普遍采用，其中最有成效的黾由这种电力电子开关器件和变换技术组成整流电路，三相交流电源不经过工频变压器，而是直接整流，再由DC～DC变换器变成高频交流，经再一次整流变成电设备所需的各种直流电源。由于用20kHz高频变压器取代了50Hz工频变压器，使得整流器中的关键元件“工频变压器和滤波电感”大大缩小，使整个整流器的重量、体积大幅度减小，并消除了噪声，提高了功率因素，改善了可控硅对电源造成的畸变。80年代

8、初英国采用上述原理，研制了第一套完整的48V成套电源，即目前所谓的开关电源(SMP—SwitchModePower)或开关整流器(sMR—SwitchModeRec