【正文】 圖334高頻開關電源的輸出濾波器其中C4為400V/220uF的電解電容，CCCC8為小容量的無感電容，CCC6為luF的無極性電容，L2為一個用于抑制共模信號的扼流圈。有些控制器僅有一個輸出端，而多數(shù)控制器都設有用觸發(fā)器和“與”門電路組成的相位分離器，用它來將單一脈沖變換為交替變化的二路脈沖輸出，用于供驅(qū)動推挽和橋式變換器中的功率開關管，此時變換器的工作頻率等于控制器內(nèi)部鋸齒波振蕩器振蕩頻率的一半。內(nèi)有寬頻帶誤差信號放大器。可調(diào)的上升沿封鎖閥值，可調(diào)低上升沿噪音。鋸齒波上升沿的斜率由RT、CT決定，確定RT、CT的方法是:首先根據(jù)要求的最大占空比Dmax、選擇RT，再根據(jù)要求的頻率以及RT和Dmax選擇CT。輸出脈沖的下降沿由脈寬調(diào)制比較器、限流比較器和過流比較器聯(lián)合控制。前沿封鎖時間可由下式計算: 式中，外接電阻R不能小于2K?。軟啟動是通過軟啟動(SOFT、START)腳的外接電容實現(xiàn)的。但是軟啟動腳外接電容在充足電之前不會放電。圖416功率MOSFET的驅(qū)動電路 UC3825調(diào)試 UC3825是控制電路的核心，通過前面的介紹，我們知道，這種PWM集成控制器集成了很多功能，以前需要用分立單元完成的功能，現(xiàn)在都可以通過UC3825來實現(xiàn)。另一部分時穩(wěn)壓電源輸出電壓亦需要軟啟動，因為一般PWM型穩(wěn)壓電源的輸出濾波電容較大，輸出電壓的突然建立將會形成非常大的電容充電電流，疊加在負載電流上，它不僅會使高壓開關管負擔過重而可能損壞，而且由于持續(xù)時間長，往往會引起過流保護電路發(fā)生誤動作，若為了避免由此引起的誤動作而將保護電路調(diào)的非常遲鈍，則將會增加過流保護的不安全性，所以PWM型穩(wěn)壓電源必須具有輸出電壓軟啟動功能。二是在用于控制軟啟動的觸發(fā)器后級安置熔斷保險管，以防止啟動浪涌電流的過大而破壞功率器件。限流一切斷式保護。詳細情況在上面UC3825的電路分析中已經(jīng)說明。具體電路如圖441所示。但是并聯(lián)的開關變換器模塊間需要采用均流(currentsharing)措施，它是實現(xiàn)大功率電源系統(tǒng)的關鍵。其缺點是:電壓調(diào)整率下降，為達到均流，每個模塊個別調(diào)整。按平均電流值自動均流法應用這一方法，要求并聯(lián)各模塊的電流放大器輸出端通過一個電阻R接到一條公用母線上，稱為均流母線(Share BuS)。由于二極管的單向性，只有對電流最大的模塊，二極管才導通，a點方能通過它與均流母線相連。什么是奮斗？奮斗就是每天很難，可一年一年卻越來越容易。 Vr圖451 最大電流法自動均流法電路原理圖寧可累死在路上，也不能閑死在家里！寧可去碰壁，也不能面壁。這種方法的原理如圖451所示。②如果主模塊失效，則整個電源系統(tǒng)不能工作，因此這種方法不適用于冗余并聯(lián)系統(tǒng)。有的文獻中稱為電壓調(diào)整率法，國外文獻中稱為Droop法。圖442 輔助電源電路圖（反饋部分）大功率電源系統(tǒng)需要采用若干臺開關電源并聯(lián)，以滿足負載功率的要求，并聯(lián)系統(tǒng)中，每個變換器只處理較小的功率，降低了應力，還可以應用冗余技術，提高了系統(tǒng)的可靠性。因為反饋環(huán)節(jié)和控制部分是通過線性光禍合器隔離的，所以工作電源也是兩個不共地的電源。電流檢測電路如圖434所示。限流式保護的原理框圖如圖433所示：圖433限流式保護電路原理框圖限流式保護電路和切斷式保護電路的差別在于電壓比較電路的輸出不是使整個控制電路失效，而是取代誤差放大器控制V/W電路輸出的脈沖寬度。輸出軟啟動和輸入軟啟動應結合起來考慮，理想的配合是輸入電容充電完畢，限流電阻被短接后，輸出電壓才由零逐漸增大到額定值，以避免限流電阻上承受極大的損耗。通過曲線擬合從圖中可以看出，數(shù)據(jù)的趨勢線是一條直線，其變化函數(shù)為: 結論:UC3825的設計和調(diào)試是成功的，外圍分離元件的參數(shù)選擇合適，完全可以滿足系統(tǒng)的要求，而且線性效果也比較明顯。每個輸出端(OUT)到UC和PGND之間，都應加入一只3A的特基二極管(IN51USD245或相同性能的器件)，如圖416所示。這時，故障鎖存器復位，芯片開始軟啟動過程。為此，在限流(I LIM)腳需接入噪音濾波電容器。電阻確定的放電時間來決定。為了限制最大占空比，在振蕩電容放電期間，內(nèi)部時鐘脈沖對兩路輸出進行封鎖。圖412UC3825內(nèi)部原理結構圖振蕩器振蕩電路如圖4l3所示。啟動電流很小……(典型值為100mA):欠壓鎖定…………16V/10V(B型)在欠壓鎖定期間，輸出低電平。輸出脈沖最大傳輸延遲時間為50ns?；鶞收袷幤饔|發(fā)器411脈寬調(diào)制集成控制器的方框圖和波形圖常用的脈寬調(diào)制(PWM)型集成控制器由圖411所示的幾個部分組成。三、電源輸出濾波開關電源在開關變換器之后，還需要高頻變壓器進行隔離降壓，而后經(jīng)過橋式整流后再接電源輸出濾波器，以得到高質(zhì)量的符合設計要求的直流電壓，所以電源的輸出濾波部分是很重要的一個環(huán)節(jié)。電源輸入濾波又稱電磁干擾(EMI)或射頻干擾(RFI)濾波器。布局上為輸入輸出隔離，輸出線用絞合線或平行配線 (短且粗)。高頻電源系統(tǒng)還包括整流濾波部分，整流電路分為兩個部分:前級整流和后級整流。這種情況往往增加了剩磁通而使鐵芯飽和，因而致了電流過流。如果減少放大器放大倍數(shù)使輸出電壓的擺動幅度小，使每個周期只允許增加脈沖少量的脈沖寬度，則有可能防止過度飽和。具體設計步驟如下:選擇鐵芯型號根據(jù)輸出功率、效率求出輸入功率。這些局限只能通過變壓隔離器來克服。功率MOSFET的驅(qū)動我們采用UC3825的輸出直接驅(qū)動，在橋路的高電壓端采用變壓器隔離驅(qū)動。安全工作區(qū)大。:功率MOSFET比功率晶體管有如下的優(yōu)點:開關速度非?？臁on隨ID增加而增加，toff卻隨ID增加而減小。這個信號的頻率就是最高工作頻率。當柵源電壓大于閥值電壓VGs(th)時，功率MOSFET開始導通。這樣，直流電壓K經(jīng)過變換器變換以后，得到的為一高頻變化的交流電壓，完成了從DC到AC的變換。圖中每個MOSFET旁均并聯(lián)有組容吸收回路(R、C)作為緩沖器，在MOSFET瞬間斷開時，緩沖器元件R、C將通過提供交流通道減少功率管斷開時的集電極電壓應力。這樣，無需設置能量恢復繞組，反激能量便得到恢復利用。門電路:門電路輸入分別受分頻器和脈寬調(diào)制器的輸入控制?；旌险{(diào)制方式，即前二者兼而有之的方式，既控制脈沖寬度，又改變脈沖頻率，用綜合技術來改變脈沖占空比和脈沖周期來控制輸出電壓的穩(wěn)定。PWM型開關電源具有控制簡單，穩(wěn)態(tài)直流增益，與負載無關等優(yōu)點，缺點是開關損失隨開關頻率的提高而增加。VT1和VT4由一組開關信號驅(qū)動，VT1和VT4導通時電流方向?qū)υ吚@組是又上向下。故稱此電路為反激型電路。值得指出，常見到離線式開關變換器(offlineSwitehingConverter)名稱，是ACDC變換，也常稱開關整流器，它不單是整流的意義，而且整流后又作了DCDC變換，離線是指變器中有高頻變壓器隔離。有的還有發(fā)出報警信號的功能。對三相交流電輸入，其典型電路如圖214所示:圖214 輸入整流濾波器電路圖(3)、高頻開關變換器(DC/AC):它是開關電源的關鍵部分。5V效率:≥90%絕緣電阻:≥10M絕緣耐壓:輸出對機殼≥2KVAC漏電流≤30mA時間lmin無飛弧第二章高頻開關電源的工作原理高頻開關電源是將交流輸入(單相或三相)電壓變成所需的直流電壓的裝置。20%功率因數(shù):≥輸入過壓告警:437V177。所以，電力系統(tǒng)中的操作電源有高頻開關電源取代相控電源的趨勢。所以，22OV直流電源在電力系統(tǒng)的操作電源系統(tǒng)中占有非常重要的地位。諧波電流會引起電網(wǎng)LC諧振，或高次諧波電流流過電網(wǎng)的高壓電容，使之過流、過熱而爆炸?，F(xiàn)在可以用軟開關一PWM技術、印刷電路、折疊繞組變壓器，可以采用非晶、納米晶合金軟磁材料的鐵芯，小功率開關電源整機效率可達到90%，大功率電源可達到95%左右。下降問題，用什么辦法來解決?毫無疑問，利用開關電源本身的工作原理來解決開關電源應用中產(chǎn)生的問題是最積極的態(tài)度。由于開關電源在重量、體積、用銅用鐵及能耗等方面都比線性電源和相控電源有顯著減少，而且對整機多相指標有良好影響，因此它的應用得到了推廣。然而，開關速度提高后，會受電路中分布電感和電容或二極管中存儲電荷的影響而產(chǎn)生浪涌或噪聲?；诟哳l電除塵器的上述優(yōu)點，如果能將產(chǎn)品國產(chǎn)化，就能極大的降低各種高頻用電源成本。此外高頻開關電源的功率因數(shù)高，對配電系統(tǒng)來說是一個很好的負載。由于開關集成電源應用了比常規(guī)變壓整流器更高的頻率，變壓器體積可以大為減少。它在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護環(huán)境方面都具有重要的意義[8]。(4)控制的智能化控制電路、驅(qū)動電路、保護電路采用集成組件。(l)高頻化是電源技術發(fā)展的主流電源技術的精髓是電能變換，即利用電能變化技術，將市電或電池等一次電源變換成適用于各種用電對象的二次電源。到了1969年由于大功率硅晶體管的耐壓提高，二極管反向恢復時間的縮短等元器件改善，終于做成了25千赫的開關電源[]。開關電源經(jīng)歷了三個重要發(fā)展階段。變壓器體積較大，高壓絕緣技術要求較高，用于工業(yè)現(xiàn)場，高壓需有短路保護措施，并常需要在輸出高壓端串電抗器件以限制短路電流的變化率，同樣由于頻率較低，電感體積也較大。靜電除塵裝置具有凈化效率高、壓力損失小、耐高溫、處理氣體量大等特點，又能使混合粉塵分離，達到回收貴重材料的目的，所以獲得了廣泛的應用。通過實驗證明該系統(tǒng)能安全、可靠運行，達到了設計要求。The signal of PWM is offered by controller UC3825. The feedbaek voltage achieved from output is used to control the change of the primary circuit and the control cireuit are insulated by transformer or photocoupler. The Soft_Start and the Over Current Self_protcetion are also designed。傳統(tǒng)的靜電高壓電源根據(jù)輸出功率大小，常采用工頻變壓器直接升壓整流方式或電容倍壓電路方式來實現(xiàn)。開關電源一般由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制集成芯片IC和絕緣柵場效應管MOsFET構成。高頻化和軟開關技術是過去20年國際電力電子界研究的熱點之一。SMT技術的應用使得開關電源取得了長足的進展，在電路板兩面布置元器件，以確保開關電源的輕、小、薄。高頻化帶來了最直接的好處是降低原材料消耗、電源裝置小型化、加快系統(tǒng)的動態(tài)反應，進一步提高電源進入更廣闊的領域特別是高新技術領域，進一步擴展了它的應用范圍。(5)電源電路的模塊化、集成化電源技術發(fā)展的特點是電源電路的模塊化、集成化。(3)電源輸入為兩相交流工頻電源，又是工頻相位調(diào)節(jié)，對電網(wǎng)造成很大的電磁干擾，電磁兼容性差。開關集成電源是以高頻開關為基礎的。國外在近十年已經(jīng)開始高效節(jié)能中高頻電除塵器的研制，上世紀九十年代末，國外瑞典ALSTOM等公司已經(jīng)將高頻開關電源(2050KHz)用于電除塵器，取代目前國內(nèi)仍在使用的工頻電源(50Hz)。采用了低損耗設計，損耗大幅降低，平均較國內(nèi)同類產(chǎn)品的降低損耗30%以上。不過，對IMHz以上的高頻，要采用諧振電路，以使開關上的電壓或通過開關的電流呈正弦波，這樣既可減少開關損耗，同時也可控制浪涌的發(fā)生。五新使開關電源更上一層摟，達到了頻率高、效率高、功率密度高、功率因數(shù)高、可靠性高(簡稱五高)。在三相升壓式單開關整流器中減少諧波方法，有人采用注入六次諧波調(diào)脈寬控制，抑制住輸入電流的五次諧波，解決了電流諧波畸變率小于100k的要求。外形也可以作成輕、薄、短、小。2課題簡介 發(fā)電廠和變電所中，為了供給控制、信號、保護、自動裝置、事故照明、直流油泵和交流不停電電源裝置等的用電，要求有可靠的直流電源。線性電源也是一種常用的穩(wěn)壓電源，通過串聯(lián)調(diào)整管可以連續(xù)控制，它的功率調(diào)整管總是工作在放大區(qū)，流過的電流是連續(xù)的。在本系統(tǒng)中，先通過對高頻開關電源的主電路拓撲結構的分析，并結系統(tǒng)的技術參數(shù)，確定系統(tǒng)的主電路拓撲，設計出主電路。%穩(wěn)流精度:≤177。EMI濾波器整流濾波高頻變化器高頻變壓器高頻整流濾波輸出電壓取樣取樣誤差比較放大器PWM調(diào)制器輔助電源基準電壓保護電路圖211開關電源基本原理框圖以全橋式變換器高頻開關電源為例，圖212表示了交流輸入電壓到最后輸出所需直流電壓的各環(huán)節(jié)波形變換流程。同時還防止高頻噪音對負載的干擾。在高頻開關電源中，高頻開關變換器是核心部分，圍繞開關變換器將會有很多的控制和保護電路，變換器的種類的選取將會影響整個功率器件耐壓程度等很多參數(shù)，也會對系統(tǒng)的其它各部分產(chǎn)生相應的影響，所以，高頻開關變換器的設計是很重要的一個環(huán)節(jié)，我們在后面的章節(jié)將會對它進行詳細地分析和介紹。負載R:上的電流是靠輸出電容C。輸入電能通過整流二極管Dl傳遞給負載，同時將部分能量儲存在輸出回路(即高頻變壓器副邊回路)中的儲能電感L中，故這種開關電源稱為單端正激型開關電源。每只開關管均為并聯(lián)一只高速功率二極管，其鉗位作用以減小開關管由