开关电源DC-DC并联均流输出8V（XL4015）-2011年全国电赛题

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2011年全国电赛题-开关电源模块并联供电系统，两路XL4015芯片做DCDC模块输出8V，采用主从均流法，可实现多种比例精确分配电流，效率在80%以上。

题目

设计并制作一个由两个额定输出功率均为 16W 的 8V DC/DC 模块构成的并联供电系统

简介

本作品采用主从均流法，由恒流源（从）、恒压源（主）、单片机控制板和辅助电源等模块组成。在恒流源和恒压源模块上使用XL4015作为DCDC电源芯片，依靠它来实现buck降压，同时采用合宙AIR32F103CCT6单片机作为控制核心，INA199电流采样芯片进行50倍放大采集电流信号。对采集的两路信号叠加在同相加法器上，同相加法器的输出由固定电阻和数字电位器来分压后输出给电压跟随器再经过LM358比较器反馈到XL4015芯片的FB脚来控制从模块电流（恒流源）实现分配电流。

注意：首次使用需要先断开并联输出的跳线帽，并将恒压源（主）输出电压调到8V，恒流源（从）输出电压调到比恒压源高0.3到0.5V。

校内电赛选拔赛作品，请各位大佬指点一下。

立创开源链接：https://url.zeruns.tech/GrMC6

实物图

资料下载

程序源码：https://url.zeruns.tech/nSNjc 提取码：swoz

各芯片数据手册：https://url.zeruns.tech/TBn42 提取码：j542

测试数据

1）供电系统直流输出电压及效率测试

测试方法：调节负载电阻至I0为4A左右，记录U0、UIN、I0、IIN。

[td]

Uin(V)	Iin(A)	U0(V)	I0(A)	效率
24.05	1.57	7.76	3.97	81.6%

结论：输出电压7.76V 系统效率81.6%

2）I0=1A, I0=1.5A模块输出电流相对误差测试

测试方法：调节负载电阻至I0为1A或1.5A左右，记录U0、UIN、I1、I2、I0、IIN。

I0=1A时测试结果：

[td]

Uin(V)	Iin(A)	U0(V)	I1(A)	I2(A)	I0(A)	误差1	误差2
24.08	0.454	7.999	0.501	0.526	1.032	2.9%	1.9%

I0=1.5A时测试结果：

UIN(V)	IIN(A)	U0(V)	I1(A)	I2(A)	I0(A)	误差1	误差2
24.06	0.635	7.969	0.498	1.052	1.523	1.9%	3.6%

结论：相对误差不超过3.6%,优于要求的误差<5%指标。

3）1.5A<IO<3.5A模块输出电流相对误差测试

测试方法：选定电流为1.5A，选定比例1:1，1:2，2:1，2:3，3:2分别测试，调节负载电阻至I0为1.5A左右，并记录U0、UIN、I1、I2、I0、IIN。

[td]

比例	UIN(V)	IIN(A)	U0(V)	I1(A)	I2(A)	I0(A)	误差1	误差2
1:1	24.06	0.628	7.952	0.778	0.744	1.522	2%	2%
1:2	24.06	0.63	7.972	0.500	1.025	1.522	1.4%	1.1%
2:1	24.05	0.627	7.931	1.015	0.509	1.524	0.01%	0.2%
2:3	24.07	0.629	7.963	0.604	0.920	1.522	0.7%	0.7%
3:2	24.06	0.626	7.923	0.926	0.595	1.524	1.25%	2%

结论：选定电流为1.5A时，相对误差不超过2%,满足题目指标。

4）I0=4A模块输出电流相对误差测试

测试方法：调节负载电阻I0为4A左右，并记录U0、UIN、I1、I2、I0、IIN。

UIN(V)	IIN(A)	U0(V)	I1(A)	I2(A)	I0(A)	误差1	误差2
24.04	1.568	7.73	1.96	1.945	3.968	1.2%	1.9%

结论：选定电流为4A时，相对误差不超过2%,满足题目指标。

元件购买地址

• 0805电阻样品本：https://s.click.taobao.com/oWjIgGu
• 0805电容样品本：https://s.click.taobao.com/r9ea1Hu
• XL4015芯片：https://s.click.taobao.com/HBT3XGu
• 电解电容：https://s.click.taobao.com/r6CWQGu
• 可调电阻：https://s.click.taobao.com/eTaBmGu
  
  

原理图

电源板：

控制板：

PCB

电源板：

控制板：

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heju

用2个LM2596做成恒流恒压输出，用编码开关选择恒流值，是否更简单？

壹筒江湖

啊，这不是一般的复杂。

zeruns

heju 发表于 2023-5-30 21:32
用2个LM2596做成恒流恒压输出，用编码开关选择恒流值，是否更简单？ ...

用XL4015可以输出更高电流，效率更高，也没复杂多少

tomyluo

看到这个题目“24V转8V”我想到了电荷泵（整数倍降压，3:1电荷泵）但是不知道电荷泵是怎么分配电流的。现在手机快充使用电荷泵，有的还是多路电荷泵并行充电的，应该用到了均流功能。

zeruns

tomyluo 发表于 2023-5-30 22:12
看到这个题目“24V转8V”我想到了电荷泵（整数倍降压，3:1电荷泵）但是不知道电荷泵是怎么分配电流的。现在 ...

电荷泵还没了解过

zeruns

有人吗。

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