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3.5 DC-DC转换和均流模块原理总图 ........................................................................... 35
3.5.1 本系统的使用方法 .......................................................................................... 36
4 AD采样和单片机显示模块 ............................................................................................. 37 4.1 设计任务 .................................................................................................................... 37 4.2 显示模块设计思路 .................................................................................................... 37 4.3 显示模块设计框图 .................................................................................................... 38 4.4 显示模块的硬件设计 ................................................................................................ 38 4.5 AD采样和单片机显示模块电路总图 ...................................................................... 40 4.6 显示模块软件设计 .................................................................................................... 41 5 显示界面效果 .................................................................................................................... 42 5.1 显示模块仿真功能演示 ............................................................................................ 42 5.2 本次设计的最终实物图 ............................................................................................ 43 结 论 .................................................................................................................................. 45 致 谢 .................................................................................................................................. 46 参考文献 .................................................................................................................................. 47 附 录 .................................................................................................................................. 49 附录A .................................................................................................................................. 49 附录B .................................................................................................................................. 50 附录C .................................................................................................................................. 54
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1 绪论
1.1 模块化分布式电源系统的发展
早在70年代，分布式电源系统概念就已经出现，最初应用于计算机供电系统和通信电源中。在这之前，通信系统往往备有两套完全一样的电源设备，虽然提高了可靠性，但是成本增加了一倍。现对于传统集中式供电系统，他利用最新电源理论和技术做成相对较小的电源功率模块来组合成积木式、智能化的大功率电源系统。分布式电源系统的引进，在提高可靠性和规范性的同时，也降低了成本，引起了人们的关注[1] [2]。
随着分布式电源系统的发展，越来越多的电源系统采用模块并联技术。多个开关电源模块灵活地并联组合成大功率分布式电源体系是目前实现开关电源大功率化的主要途径。由于负载功率均分在各个并联模块中，每个模块的容量减小了，简化了热设计，提高了系统可靠性[3][4]。
因此，实现开关电源模块的并联运行是一个进一步提高电源系统运行可靠性和扩大电容量而需要解决的技术问题，也是近几年来电源领域人们研究的一个热门问题。 1.2 课题的研究目的与意义
多模块并联运行的分布式电源系统替代集中式电源供电系统已经成为大容量高频开关直流电源系统发展的一个重要方向。和集中式供电系统相比，分布式电源系统有更多的优点：能提高系统的灵活性；可将模块的开关频率提高到兆赫兹级别，从而提高了电源模块的功率密度，使电源系统的体积、重量下降；各个模块的功率半导体器件的电流应力减少，提高了系统的可靠性；可方便的实现N+n模块供电；减少产品种类，便于标准化。相关资料显示：开关电源并联均流技术在国外的发展也有相当一段时间，在国内许多科研单位和院校也开始涉足这一领域。因此，开关电源并联均流控制技术的研究具有社会影响和社会效益。 1.3 本次课题设计的目标 1.3.1 方案设计技术指标
本次设计使用两个DC-DC模块并联，然后结合均流电路构成均流功能[5]。
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输入 模块一 输出 模块二 图1.1 两模块并联示意图
(1)每一个DC-DC模块，输入24V直流，输出电压UO可调范围：30V～36V；（在实际中的输出电压往往是一个固定的值。比如明确要求32V时，则可以通过分别调节DC-DC模块1，调节DC-DC模块2，使其分别稳定到32V然后再均流。同理可以获得30~36v之间的任意个电压值）
(2)每一个DC-DC模块，输出电流额定为IO：2A
(3)额定输出功率工作状态下，供电系统的效率不低于 60% 。
(4)在DC-DC模块并联后，系统会自动分流，调整负载电阻，保持输出电压Uo在设定值不变，使两个模块输出电流之和 Io=2.0A且按I1:I2=1:1 模式自动分配电流，每个模块的输出电流的相对误差绝对值不大于5%。
(5)具有过流保护功能，动作电流IO（th）=2.2±0.2A。 1.4 开关电源简介 1.4.1 开关电源概况
随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源。
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。
在大量电子设备的实际应用过程中，往往因为使用单台直流电源的输出参数(如电压、电流、功率)不能满足要求或发生故障，这样就引起整个系统效率低下甚至系统崩溃。所以在实际应用中通常采用多个电源并联运行。
并联均流技术是当前电力电子技术发展的重点，大功率开关电源并联均流系统利用多个中、小功率的电源模块并联，通过改变并联模块的数量来满足不同功
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率的负载，每个模块承受较小的电应力，使得电源保持较高的效率和较快的动态响应，可以很好地满足大功率电源在性能、重量、体积、效率和可靠性等方面的要求[6][7]。
1.4.2 开关电源分类
人们在开关电源技术领域是一边开发相关电力电子器件，同时开发开关变频技术，这两者的相互促进，从而推动着开关电源的高速发展。开关电源可分为AC-DC和DC-DC两大类，DC-DC变换器现在已经实现了模块化，并且设计技术及生产工艺在国内均已经成熟化、标准化，并且得到了用户的认可，但是AC-DC的模块化，因其自身的特性是的在模块话的进程中，遇到了较为复杂的技术和工艺制造问题。
以下分别对两类开关电源的结构和特性作以描述。 AC-DC变换
AC-DC变换时将交流变为直流，其功率流向是双向的，功率流是由电源流向负载的称为“整流”，功率流由负载返回电源的称为“有源逆变”。AC-DC变换器输入为50_60HZ的交流电，所以必须经整流、滤波，因此提及相对较大的滤波器电容器是必不可少。然而由于技术原因，AC-DC的集成模块，并没有得到全面的发展。
AC-DC变换器分类：
（1）按电路的接线方式可分为：半波电路、全波电路。 （2）按电源相数可分为：单相、三相、多相。
（3）按电路工作象限分为：一象限、二象限、三象限、四象限。 DC-DC变换
DC-DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。 斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制周期不变，改变导通占空比的方式来调节；二是频率调节方式，导通时间不变，改变周期。
具体的电路拓扑结构为：
（1）Buck电路——降压斩波器，其输出平均电压Uo小于输入电压Ui,极性相同。
（2）Boost电路——升压斩波器，其输出平均电压Uo大于输入电压Ui,极性相同。
（3）Buck—Boost电路——降压或升压斩波器，其输出平均电压Uo大于或小
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