电子与信息工程学院本科毕业论文论文题目高频开关电源并联均流的技术研究学生XXXX学号所属院部电子与信息工程学院专业电气工程及其自动化 班级07电气2班指导教师XXX2011年5月摘要电力控制系统是电力设备安全运行的保证电力控制必须具备安全可靠的控制电源随着变电站直流负载的增加，要求组建一个大容量的直流电源系统单台电源供电给系统的安全稳定运行带来了隐患采用多个高频开关电源模块并联运行，来提供大功率输出是电源技术发展的方向对于高频开关电源模块的冗余备份的关键就是模块之间电流平均分配本文详细讨论了均流的几种控制方法，得出XX均流法为电力系统中最实用的均流方式，UC3902芯片的问世，加速了XX均流技术的推广，并广泛应用于电力控制电源关 键 词：控制电源；高频开关电源；并联均流；XX均流ABSTRACTElectric control system is the assurance of secure operation of power equipment.Electric control should have a secure and reliable controlling power. A large- capacity DC power system is requested along with a growing number of DC load in substations.A single power supply brings hidden danger to the safe and stable operation of a system. It is the direction of the development of the power technology to adopt several parallel-running high-frequency switching power supply module, which can provide high-power output. The key to redundant backup of high frequency switching power supply module is the average distribution of the current amongthe modules.Several controlling methods of distributing the current equally are particularly discussed in this article, which draws a conclusion that democratic method to distributing the current equally is the most practical way to realize the average distribution of the current. The appearance of UC3902 chipaccelerates the spread of democratic technology to distributing the current equally democratic current evenness technology, and it is widely applied to electric control power.KEYWORDS: Controlling power supply; High-frequency switching power; Evenness of current inparallelling; Democraticevenness of current目 录1 绪论11.1 选题的目的和研究重点11.2 高频开关电源简介与分类11.3 电力控制电源的发展22 高频开关电源系统32.1 高频开关电源系统构成32.2 隔离型DC/DC变换器4 推挽型变换器4 全桥型变换器42.3 PWM控制器模块53 高频开关电源并联特性及均流一般原理73.1 高频开关电源并联特性73.2 均流原理分析与研究8 输出阻抗法9 平均电流自动均流法9 主从设置均流法10 最大电流自动均流法（XX均流法）11 各种均流方法的比较124 UC3902均流芯片的应用134.1 UC3902均流芯片的内部电路及原理134.2 UC3902均流芯片外围电路的设计[20][23]144.3 多电源模块并联实验参数的确定16 确定电流检测电阻RSENSE16 确定限流电阻RG17 确定调整电阻RADJ18 确定补偿元件RC和CC184.4 两台25A/12V模块电源并联均流测试195 结论和展望215.1 最大电流自动均流法在电力高频开关电源中的应用215.2 经验总结与不足22致谢23参考文献25附录27Error! No sequence specified.1 绪论1.1 选题的目的和研究重点电力控制系统保证了电力系统和电力设备的可靠和高效运行，人们都很关注电力控制技术的发展，电力控制技术的日趋完善，已使电力控制达到十分可靠的程度。
电力控制必须要有安全可靠的控制电源由于直流电源是独立于交流动力电源的，不受交流电源系统事故影响，有安全可靠、运行维护方便等特点，能够获得广泛的应用特别是高电压和对可靠性要求较高的电力设备，直流电源是唯一可供选择的控制电源由于变电站继电保护装置、自动化装置、事故照明、通信电源和交流不停电电源（UPS）的直流逆变负载的增多，组建一个容量大、安全可靠、不间断供电的直流电源系统是非常急迫的假若只采用一台电源供电，整流器会处理巨大的功率，产生的电应力大，给功率器件的选择、开关频率和功率因数的提高都会带来困难并且一旦系统中某台电源发生故障，则易导致整个系统处于崩溃状态如果采用多个高频开关电源模块，并将其并联运行，并联的电源系统中每个整流模块处理较小功率，系统就能提供大功率的输出，使得上述单台电源遇到的问题得以解决本文重点研究多个高频开关电源模块的并联运行的一个关键问题，就是负载电流的平均分配问题即如果在系统中没有进行均流电路的设计，则很有可能出现其中的某一个或某一些整流模块承担很大的负载电流，这些模块运行在极限状态，而有些模块处于轻载运行的状态，易导致分担电流多的模块的热应力大，降低了系统的可靠性。
1.2 高频开关电源简介与分类开关电源的优点有很多，如体积小、效率高等，在各种电子产品中得到广泛的应用然而开关电源的控制电路很复杂、输出的纹波电压很高，因此开关电源的应用也会受到一定的限制[3]供电电源的小型化是电子装置的小型和轻量化的重要环节，因此必须尽可能使电源电路的损耗降低开关电源中的调整管工作于开关状态，必然存在开关损耗，而且损耗的大小随开关频率的提高而增加另一方面，开关电源中的变压器、电抗器等磁性元件及电容元件的损耗，也随频率的提高而增加[3]目前市场上开关电源中功率管多采用MOSFET的开关电源，转换频率可达100kHz为提高开关频率必须采用高速开关器件对于兆赫以上开关频率的电源可利用谐振电路，这种工作方式称为谐振开关方式它可以极大地提高开关速度，原理上开关损耗为0，噪声也很小，这是提高开关电源工作频率的一种方式采用谐振开关方式的兆赫级变换器已经实用化[6]高频开关电源的电路结构有多种[2]：（1）按DC/DC变换器的工作方式分：①单端正激式和反激式、推挽式、半桥式、全桥式等；②降压型、升压型和升降压型等2）按控制方式分：①脉冲宽度调制(PWM)式；②脉冲频率调制(PFM)式；③PWM与PFM混合式。
3）按电源是否隔离和反馈控制信号耦合方式分，有隔离式、非隔离式和变压器耦合式、光电耦合式等以上这些方式的组合可构成多种方式的高频开关电源1.3 电力控制电源的发展发电厂、变电站中，为控制、信号、保护、自动装置及某些执行机构如断路器、UPS电源提供电源的系统通常称为控制电源我国的直流控制电源的技术发展大致分为三个阶段：1．初级应用阶段20世纪80年代初为初级应用阶段此阶段的直流电源技术基本是沿用国外或者搬用国外的传统做法其特点是：系统容量小、设备简陋，仅满足于小容量发、变电工程要求，规划、设计、运行和管理尚未形成完整、系统的规范体系、直流系统事故及其导致的电力系统事故时有发生[10]2．发展研究直流系统规范化阶段20世纪80年代中期至20年代末为发展研究直流系统规范化阶段在此期间电力设计、研究和制造部门进行了三件事：（1）编制修订了一系列直流电源设计、施工、设备应用和运行管理的技术标准2）以阀控铅酸蓄电池和智能高频开关电源模块装置为代表的直流新技术、新设备的开发和应用，奠定了直流电源技术的基础3）电力工程直流电源设计的标准化和规范化，先后三次修订了全国性的直流系统典型设计修订，有效地促进了电力工程直流系统设计的标准化和规范化[10]。
3．现代电源技术应用阶段20世纪末至今为现代电源技术应用阶段电力工程直流技术已跨入一个崭新的现代电源技术时代电力控制电源正向高频化、模块化、数字化、绿色化等的实现，将标志着这些技术的成熟，实现高效率用电和高品质用电的有机结合[10]2 高频开关电源系统2.1 高频开关电源系统构成高频开关电源的开关部分是功率半导体管，通过功率管周期性地间断工作，控制开关器件的占空比来调整输出电压的大小开关电源的基本构成如图2-1所示，其中的核心部分是DC/DC变换器，进行功率转换，此外还有起动电路、过流与过压保护电路、噪声滤波等电路电阻R1和R2对输出进行采样，主要任务是检测输出电压的变化，并与基准电压Ur比较，误差电压Ue经过放大和脉宽调制（PWM）电路，再通过驱动电路控制功率管，调节开关器件的占空比，从而调整输出电压的大小图2-2是一种电路实现形式[2]图2-1 开关电源的基本构成图2-2 开关型稳压电源的原理电路DC/DC变换器有多种形式，运用最多的有PWM变换器和谐振型变换器，其中PWM变换器的工作波形为方波，谐振型变换器的工作波形为准正弦波开关型稳压电源的输入端的瞬态变化很多都表现在输出端。
提高开关频率后，能改善反馈放大器的频率特性，也能解决开关电源的瞬态响应问题输出端的LC滤波电路特性决定了负载的瞬态响应特性，所以提高开关电源的瞬态响应特性可通过提高开关频率、减小输出滤波器LC的乘积来实现2.2 隔离型DC/DC变换器DC/DC变换器在大多数情况下需要隔离输入端与输出端，一般采用变压器进行隔离，这类开关电源称为隔离型变换器该变换器把直流电压或电流变换为高频方波电压或电流，通过变压器升压或降压后，再通过整流器和滤波器变为平滑的直流电压或电流，故该变换器又称逆变整流型变换器下面介绍推挽型和全桥型这两种常见的隔离型变换器非隔离型变换器用到的场合不多，本文从略2.2.1 推挽型变换器推挽型变换器是典型的逆变整流型变换器，电路结构和工作波形如图2-3所示加在变压器的一次绕组上的电压幅值为输入电压Ui，脉冲宽度为开关导通时间ton的脉冲波形，变压器的二次侧的电压通过二极管V1和V2的全波整流变为直流图2-3 推挽型变换器电路和工作波形开关S1和S2交替导通，当S1导通时，二极管V1处于通态；当S2导通时，二极管V2处于通态；当两个开关都关断时，V1和V2都处于通态，各承担一半的。