在通讯、电力领域,哀求的直流电源系统输出的电流电压各不相同。对付大容量电源系统,每每采取多个同一电压等级的小容量电源模块并联的方法来实现,但如果并联的电源模块太多,就不利于均流和可靠性,因此用户急迫哀求大容量电源模块的涌现,基于这种背景作者开拓了大容量开关电源。目前的大容量开关电源一样平常是由主电路、掌握电路组成,而智能化开关电源,每每还有微机构成的数控系统--在实现智能化功能的同时,还对开关电源的一些关键参数及各种故障旗子暗记进行检测传送给上位机,同时上位机的一些掌握量也可通过微机系统对开关电源的输出电压、电流进行掌握,本文采取PIC单片机作为开关电源智能化的核心勾引掌握电路和主电路进行事情。大容量开关电源主电路中的逆变电路一样平常为H桥式构造,可以采取硬开关办法或软开关办法,这2种办法在国外精良的大容量开关电源中都在广泛运用。在本电源中为了简化电路构造和生产工艺,采取了硬开关技能。但是,硬开关的开关损耗大于软开关的开关损耗,因此,要合理选择事情频率和损耗较小的开关器件至关主要。如果设计合理,硬开关技能仍旧极具生命力。由于开关电源常用的掌握方法、主电路构造形式及其干系技能已经非常成熟,因此本文仅对大容量开关电源设计中的几种新技能进行先容:PFC技能、事情稳定性、多电源并联均流
2 功率因数校正电路的设计大容量开关电源的进线一样平常为三相380VAC,为了减少谐波,直流电源系统每每在进线侧统一加无源滤波。为了提高功率因数,每一电源模块在输入侧增加了三相单开关PFC电路。当输入侧的互换电压变革土20%时,整流后的直流电压变革土20%,经由PFC掌握就可以使一次侧直流母线电压基本保持在670VDC,这样在提高功率因数的同时还可以减小后级逆变变压器的体积。三相单开关PFC主电路一样平常有2种方案:(1)图1(a)所示的主电路,其掌握办法类似于单相PFC,采取了UCl854高频有源PFC专用掌握芯片,三相桥式整流后的每周期6波头电压,分压输入到UCl854作为电流给定旗子暗记,UCl854通过对开关S的通断掌握,使通过电感乙的电流也是每周期6波头,这样,每相的电流波形虽然不能逼近正弦波,但功率因数得到很大的提高,谐波减少。(2)如图1(b)的电路,在三相进线端分别加电感,当S闭合时,三相电源通过S分别为3个电感激磁,电感电流从零线性上升;当S关断时,电感电流逐渐降为0,在一个载波周期里,电感电流近似为三角波,但每相的均匀电流与输入电压成正比,进线每相电流的峰值包络线自然而然地形成正弦波,而且电流相位与电压相位同等,校正了功率因数。比较图1(a)和图1(b),图1(a)中只用了一个电感,构造大略,在设计的电源中得到运用。

3 斜波补偿及事情稳定性剖析掌握电路的核心是电流型双路推挽输出的UC3825,电源中所有的故障、启停都可通过掌握芯片的启停来实现。掌握电路包含了输出电压、电流掌握器;电网输入的过压、欠压、缺相保护;输出直流电源的过压、短路保护;散热器的过温保护;风扇的智能驱动及故障检测;几组仿照电压、电流给定旗子暗记的自动切换,微控板可以检测到所有的旗子暗记。如果说主电路的设计利害关系到整机可靠性的话,那么,掌握电路将直接影响到输出直流电源的品质。掌握主芯片UC3825为电流型器件,所有电流型PWM掌握器件有一个共同的特点:当反馈电流大于内部给定电流时立即关断所驱动的器件。这样,当反馈电流的波形前沿有毛刺时很随意马虎引起系统的不稳定。办理的方法有:(1)在电磁式电流互感器两端并接电容去掉毛刺;(2)充分利用器件特性,在器件的电流输入端和振荡器斜波输入端并接电容、阻容。事实证明:这两种方法都能战胜系统的不稳定。根据主电路方案及性能哀求,输出电流、输出电压采取双路并联掌握办法,个中电流环为比例一积分掌握的单环系统,电压环为双闭环系统,内环为电流环,外环为电压环,采取比例一积分一微分掌握办法。动态构造图如图2所示,虚线框内是电流环的动态构造图。图2中A,B分别为电流电压反馈系数,其他参数对应各自环节的物理量。

根据动态构造图,设计出调节器的参数,可以得到精良的静、动态性能。4 均流方法用户哀求直流电源系统输出的电流各不相同。对付大电流系统,每每采取较小电流的电源模块并联集成,这就哀求电源模块并联事情时能够很好地均流。目前,均流方法的发展方向是自主均流,自主均流的事理如图3(a)所示,2脚为电流取样输入端,经由A1放大后输出给A2同相放大,A2输出的7脚正是均流母线的正端,如果当并联的所有电源模块的均流母线正端接在一起、负(6脚)端全部接地时,如图3(b)所示,那么均流母线正真个电压值反响的是并联各模块中的电流最大值。由于二极管的单引导电性,只有电流最大的模块中的二极管才导通。正常情形下,各模块分配的电流是均衡的。如果负载等外界成分发生变革使各模块分配的电流不屈衡,那么,总有一个模块的电流最大,自动成为主模块,其他模块成为从模块,通过图3(a)的A3,A4放大器输出端3脚的电压值,改变各自模块PWM掌握旗子暗记宽度,跟踪主模块的电流基准,以达到与主模块均流的目的。UC3902是较好的均流器件,图3(a)的管脚与UC3902同等。在利用中须要把稳的是第5脚要接电阻、电容到掌握地,而且电阻阻值较小,电容值较大。目的是为了使均流调节慢于电压环、电流环的调节,否则,可能导致电源系统不稳定。
5 实验结果及结论通过对3台20A/200V和1台30A/220V电源的测试,其性能如表1所示。
从性能指标及测试结果可以看出,全体电源的各项指标都达到了很高的水准,解释设计是合理的、前辈的。
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