基于RISC-V 的多電源均衡系統

王鑫慧，趙 剛*，王立珂，弓曉陽，張 賓

（1.北方自動控制技術研究所，太原 030006；2.陸軍裝備部駐北京地區軍事代表局駐太原地區第二軍事代表室，太原 030006）

0 引言

在嵌入式武器裝備系統中，隨著設備功能的增強，功耗急劇增大，對電源提出了更高的要求，多電源并聯運行成為電源設計中需要考慮的問題，不僅可以解決單個電源變換模塊供電功率不足的問題，還可以實現電源冗余備份、均流功能，以達到分散電流熱應力的效果，當其中一個電源模塊出現故障或失效時，其余電源模塊可以繼續運行，維持系統功率需求，提高整個電源系統的可靠性。

RISC-V 是一種新型的指令集架構，不同于傳統的X86、ARM 架構，具有開源、架構簡單、可定制模塊化的特點。作為軟硬件交互的規范，既滿足了軟硬件協同設計又具備面向系統需求精準定制的能力，迎合了現代系統體系架構和設計需求，具有較高的理論價值和實踐意義。

本文基于RISC-V 指令集架構和PID 控制算法設計了一種多電源負載均衡的方法，根據PID 控制原理，監測被控對象的實時輸出信息，通過控制策略調整輸出信息，使系統輸出處于期望值范圍內，通過主、從電源循環控制，實現均流。主、從電源模塊均采用RISC-V 架構MCU GD32VF103RBT6 作為控制核心，完成信息傳輸和均衡控制功能。與傳統的電源模塊相比，本次設計不僅結合自主可控的開源指令集架構RISC-V 實現均流控制，使用Matlab完成對系統建模完成仿真模擬，而且設計防倒灌電路提高系統可靠性，完成實物搭建，從而驗證所設計的多電源負載均衡具有良好的性能。……