开关电源模块并联的三环控制系统设计

2012-12-28周锦荣周小方

电源学报 2012年3期

王辉，周锦荣，周小方

（1.漳州师范学院计算机科学与工程系，福建漳州363000;2.漳州师范学院物理与电子工程系，福建漳州363000）

引言

直流电源模块化并联运行是直流电源模块化产品扩容的有效手段，广泛用于计算机、通讯设备、电瓶车等用电设备中。在多个直流电源模块可靠地并联工作中，各模块间的电流合理分配是需要解决的关键问题之一，并联运行配流控制方法将直接制约着电源模块化发展。传统的电源并联配流多采用模拟技术来实现，常用的方法有自主均流法[1]、自动主从控制法、外加均流控制器均流法等[2-5]，这些方法具有抗干扰能力差，易受环境因素的影响等问题。而采用数字控制方法能较好地克服模拟技术处理方法所存在的问题，并且采用数字控制更易实现精确、快速的配流控制。下面主要针对数字控制方法中的双环控制和配流环做了系统分析，并给出实现该方法的系统模型，通过实验仿真验证其可行性。

1 DC/DC变换电源及其基本控制原理

图1 所示是采用Buck电路结构的DC/DC电源系统设计的一般结构图，其中PID调节器为无静差调节器，它能够保证输出电压平均值与设定值相等。在CPU控制过程中，如图2所示，采用电压的单闭环PID控制，参考电压Uref及该模块实际输出电压Uf进行比较，再通过串联校正装置[6，7]，改善闭环Buck变换器系统的稳定性，然后经PID调整，最终生成PWM控制信号，进而控制DC/DC模块中开关状态，实现稳压输出。