開關(guān)電源模塊并聯(lián)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)采用芯片INA169對(duì)康銅絲上的電壓進(jìn)行采樣并間接推算出電流值。選擇標(biāo)稱值為50 mΩ的康銅絲作為采樣對(duì)象，經(jīng)檢測(cè)，其實(shí)際電阻值為47 mΩ，并以此在采集輸出電流時(shí)進(jìn)行軟件修正。INA169的輸出腳OUT直接接入單片機(jī)內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換輸入端，其輸出電壓

　　VOUT=ItxR10xRs3/1K （1）

　　當(dāng)R10=50 mΩ，It=0.5 A，Rs3=20 kΩ時(shí)，可算出VOUT=0.5 V，以此類推，當(dāng)I=1 A，VOUT=1 V，It=2 A時(shí)，VOUT=2 V，此比例關(guān)系可以方便單片機(jī)采樣電壓。

　　系統(tǒng)對(duì)輸出電壓采樣時(shí)，在負(fù)載兩端并聯(lián)1 kΩ電阻以及10 kΩ可調(diào)電阻，單片機(jī)采集輸出電壓在R11兩端的電壓，調(diào)節(jié)RS2，使單片機(jī)內(nèi)置A/D輸入端采集到的電壓與輸出電壓成比例1:8的關(guān)系。輸出電壓、電流采樣電路如圖4所示。

　　圖4 輸出電壓、電流采樣電路

5 系統(tǒng)電壓電流測(cè)控原理

　　本系統(tǒng)測(cè)控電路原理圖如圖6所示，控制器模塊1（MCU1）采集DC/DC模塊1產(chǎn)生的電流和負(fù)載上的電壓，根據(jù)控制策略調(diào)節(jié)PWM信號(hào)，調(diào)整DC/DC模塊1的輸出；控制器模塊2（MCU2）采集DC/DC模塊2產(chǎn)生的電流和負(fù)載上的電壓。根據(jù)控制策略調(diào)節(jié)PWM信號(hào)，用以調(diào)整DC/DC模塊1和DC/DC模塊2的輸出，使得系統(tǒng)達(dá)到控制策略所設(shè)定的電流I1、電流I2以及負(fù)載電壓UO.

　　5.1 MCU1的電流控制策略

　　MCU1通過采樣電流的反饋，將I1的電流控制在0.5 A±5%上。當(dāng)接收到MCU2的控制信號(hào)時(shí)MCU1改為進(jìn)行電壓采樣，控制PWM信號(hào)將輸出電壓UO穩(wěn)定在8+0.4 V上，實(shí)現(xiàn)負(fù)載電壓的控制。

　　如果采樣到I1小于0.4 A，則返回原始的控制，將I1穩(wěn)定在0.5 A上，并且向MCU2發(fā)送控制信號(hào)。如果采樣到的I1大于2.6 A，則通知MCU2關(guān)閉PWM信號(hào)，進(jìn)行過流保護(hù)。MCU1的電流控制策略流程圖如圖5所示。

　　圖5 MCU1的電流控制策略流程圖

　　5.2 MCU2的電流控制策略

　　MCU2通過采樣電壓的反饋將負(fù)載電壓控制在UO=8±0.4 V上。當(dāng)I2大于2.2 A時(shí)，發(fā)送控制信號(hào)給MCU1，同時(shí)采樣電流，將I2穩(wěn)定在2 A±2%.如果收到MCU1的控制信號(hào)就返回控制電壓的循環(huán)。若收到過流信號(hào)則關(guān)閉PWM輸出。MCU2的電流控制策略流程圖如圖6所示。