38V-100A可直接并联大功率AC-DC变换器

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38V100A开关电源的设计

38V100A开关电源的设计

38V/100A可直接并联大功率AC/DC变换器引言随着电力电子技术的发展,电源技术被广泛应用于计算机、工业仪器仪表、军事、航天等领域,涉及到国民经济各行各业。

特别是近年来,随着IGBT的广泛应用,开关电源向更大功率方向发展。

研制各种各样的大功率,高性能的开关电源成为趋势。

某电源系统要求输入电压为AC220V,输出电压为DC38V,输出电流为100A,输出电压低纹波,功率因数>0.9,必要时多台电源可以直接并联使用,并联时的负载不均衡度<5%。

设计采用了AC/DC/AC/DC变换方案。

一次整流后的直流电压,经过有源功率因数校正环节以提高系统的功率因数,再经半桥变换电路逆变后,由高频变压器隔离降压,最后整流输出直流电压。

系统的主要环节有DC/DC电路、功率因数校正电路、PWM控制电路、均流电路和保护电路等。

1 有源功率因数校正环节由于系统的功率因数要求0.9以上,采用二极管整流是不能满足要求的,所以,加入了有源功率因数校正环节。

采用UC3854A/B控制芯片来组成功率因数电路。

UC3854A/B是Unitrode 公司一种新的高功率因数校正器集成控制电路芯片,是在UC3854基础上的改进。

其特点是:采用平均电流控制,功率因数接近1,高带宽,限制电网电流失真≤3%[1]。

图1是由UC3854A/B 控制的有源功率因数校正电路。

该电路由两部分组成。

UC3854A/B及外围元器件构成控制部分,实现对网侧输入电流和输出电压的控制。

功率部分由L2,C5,V等元器件构成Boost升压电路。

开关管V选择西门康公司的SKM75GB123D模块,其工作频率选在35kHz。

升压电感L2为2mH/20A。

C5采用四个450V/470μF的电解电容并联。

因为,设计的PFC电路主要是用在大功率DC/DC电路中,所以,在负载轻的时候不进行功率因数校正,当负载较大时功率因数校正电路自动投入使用。

此部分控制由图1中的比较器部分来实现。

dc-dc变换原理

dc-dc变换原理

dc-dc变换原理
DC-DC变换器是一种电子设备,用于将直流(DC)电压转换为另一种直流电压。

这种转换器在许多电子设备中都有广泛的应用,例如在电源适配器、电动汽车、太阳能系统和通信设备中都可以看到它们的身影。

DC-DC变换器的工作原理基于电感和电容的原理,通过精确控制开关管的导通和截止来实现输入电压到输出电压的变换。

DC-DC变换器的基本工作原理是利用电感和电容储存和释放能量,从而实现电压的升降。

当输入电压施加到变换器上时,开关管周期性地开关,这导致电感和电容中的能量储存和释放。

通过调整开关管的占空比和频率,可以实现对输出电压的精确控制。

在一个典型的升压型DC-DC变换器中,当开关管导通时,电流会通过电感和负载,从而储存能量。

当开关管截止时,电感中的储能会释放,从而提供给负载。

通过控制开关管的导通和截止时间,可以实现输出电压的精确控制。

相比于线性稳压器,DC-DC变换器具有更高的效率和更小的体积。

这使得它们在需要高效能转换和对电源体积要求严格的场合中
得到广泛应用。

总之,DC-DC变换器是一种非常重要的电子设备,它通过精确控制电感和电容的能量储存和释放,实现了输入电压到输出电压的精确变换。

在现代电子设备中,它们的应用已经变得非常普遍,为我们的生活带来了诸多便利。

新型单级高功率因数AC-DC变换器

新型单级高功率因数AC-DC变换器
端 ; Q。 当 断开 时 , 入 电压 经过 电感 给 电容充 输 电 , 下一周期 做准 备 . 为
变换 器 , 具 有 PC功 能 . 变 换 器 将 20 的交 它 F 该 2V 流 电变 换成 电脑 硬件 使用 的 5 ±1V直 流 电 . V、 2 为 了减 小 负载 变化 对 Bot os电容 的影 响 , 电路 使 用 主 了两 个储 能 电容 ,os 电感对 其 充 电时 , 电容 相 Bot 两 串联 , 每个 电容 承 受 的 电压 应力 减 半 ; 离变 压 器 隔


电感 的电流 、 开关管 Q 的漏 源电压 ,

压, 电流线性下降, 下降斜率为 :

变压器 副边 绕组 Ⅳ3 承受反 压 , 止 , 导 D 截 D。
通; 电感 电流线性下 降, 其下降斜率为 :
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维普资讯
42 8
佳 木 斯 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 )
N3
20 年 07
源频率 : ̄ 2 ) 因此 , o r, /r 可假定输入电压在一个 开关周期 内保持恒定 . () 3 电容 C , C 值相等, 且足够大 , 其端 电压 在半个 电源周期 内保持恒定 , = = .
中 图分 类 号 : T 4 1 M 6 文 献标 识码 : A
O 引 言
电脑越 来 越多 进人家 庭 , 为人 们生 活 的必需 成
原边采 用两个 对称 绕组 并 联 运行 . 关 管 Q 关 断 开 . 时 , 管承受的 电压 自动箝 位为 电容 电压 , 而消 开关 从 除 了开关管关 断时电路寄生参数 引起 的寄生震 荡 .
v0 . 5 12 N0. 4

大功率dc-dc变换器在储能锂电池中的应用

大功率dc-dc变换器在储能锂电池中的应用

大功率dc-dc变换器在储能锂电池中的应用下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。

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dc-dc变换器

dc-dc变换器

dc-dc变换器DC-DC变换器概述DC-DC变换器是一种用于将直流电压转换为不同电压级别的电子设备。

它们在各种应用中被广泛使用,例如电力电子系统、通信设备、汽车电子和工业控制等领域。

DC-DC变换器的主要功能是将输入电压转换为所需的输出电压,并为负载提供恒定的电源。

工作原理DC-DC变换器的工作原理基于电感和电容的特性。

它通常由开关器件(如晶体管或MOSFET)、电感、电容和控制电路组成。

当开关器件关闭时,电感储存了电能,并将其传输到输出电路。

当开关器件打开时,电容通过输出电路释放储存的电能,从而为负载提供所需的电源。

类型DC-DC变换器有多种类型,根据其拓扑结构可以分为多种类型,包括升压变换器、降压变换器、升降压变换器和隔离型变换器等。

每种类型都有其适用的应用场景。

升压变换器升压变换器将输入电压转换为更高的输出电压。

它通常用于需要提供高电压的应用,例如太阳能和风能系统。

降压变换器降压变换器将输入电压转换为更低的输出电压。

它通常用于需要提供低电压的应用,如便携式电子设备和电动车辆。

升降压变换器升降压变换器可以在输入和输出之间进行电压转换。

它具有较强的适应性,适用于输入输出电压波动较大的应用,如太阳能系统。

隔离型变换器隔离型变换器通过磁耦合实现输入和输出之间的电气隔离。

它主要用于需要提供电气隔离的敏感应用,如医疗设备和工业控制系统。

效能和特性DC-DC变换器的效能和特性对于其性能至关重要。

以下是一些常见的效能和特性指标:1. 效率:变换器的效率是指输出功率与输入功率之比。

高效的变换器可以提高系统的能量利用率。

2. 转换速度:变换器的转换速度是指输出电压从一个电平转换到另一个电平所需的时间。

快速的转换速度可以减少能量损耗和电压波动。

3. 稳定性:变换器的稳定性是指在输入电压和负载变化时,输出电压的稳定性。

稳定的输出电压可以保证负载的正常运行。

4. 输入和输出电压范围:变换器应具有足够的输入和输出电压范围以适应各种应用场景。

可供电动汽车驱动选用的隔离电压型-隔离电流型DC-DC变换器介绍

可供电动汽车驱动选用的隔离电压型-隔离电流型DC-DC变换器介绍

可供电动汽车驱动选用的隔离电压型/隔离电流型DC-DC变换器介绍现如今电动汽车的研发和设计正逐渐升温,尤其是在带你东汽车燃料电池驱动系统的设计方面,DC-DC变换器的选择至关重要。

只有最合适的DC-DC变换器才能满足燃料电池分布式并网发电系统的需求。

本文就详细探讨了一下几种可供电动汽车驱动选用的DC-DC变换器。

隔离电压型DC-DC变换器隔离电压型的DC-DC变换器是目前比较常见的变换器类型之一,这一大类型中又可以分为半桥、全桥两种小分类,下面我们来分别进行介绍。

首先来看电压型半桥DC-DC变换器,这种变换器的电路结构如下图图1所示。

半桥变换器具有电路简单,而且与推挽和全桥相比,可利用输入电容的充、放电特性自动调整两个输入电容上的电压,使变压器在工作周期的正、负半周伏-秒平衡,因此在中大功率范围内受到青睐。

图1 电压型半桥DC-DC变换器电路结构接下来我们再来看一下电压型全桥DC-DC变换器的特点。

这种全桥DC-DC变换器的电路结构如下图图2所示。

在实际的应用过程中,这种变换器具有开关管器件电压应力、电流应力较小,高频功率变压器的利用率高等优点。

而且全桥DC-DC变换器适合做软开关管控制,减小变换器中的开关管损耗提高转化效率。

如图3所示为一种三相全桥DC-DC变换器结构,三相的结构将电流、损耗均分到每相中,适合大功率DC-DC变换。

同时三相全桥中的开关管也可以获得软开关管工作条件。

可以说,电压型的DC-DC变换器是非常适合电动汽车燃料电池的分布式并网发电系统进行选用的隔离电流型DC-DC变换器在介绍了隔离电压型DC-DC变换器的两种常见类型和特点后,接下来我们来看一下隔离电流型DC-DC变换器的特点和应用情况。

与电压型DC-DC变换器一样,隔离电流型变换器也同样在结构上分为全桥和半桥两种。

电流型半桥DC-DC变换器如下图图4所示。

因为在任何时刻,两个开关管必须保证有一个开关管是导通的,即开关管的导通占空比不能小于0.5,导致两个输入电感总是有一个处于充电状态,输入电流总是大于零,这意味着系统有一个最低输出功率的限制。

西门子 NXGPro+ 控制系统手册_操作手册说明书

西门子 NXGPro+ 控制系统手册_操作手册说明书

3.4
单元通讯的协议 ............................................................................................................ 36
3.5
NXGpro+ 高级安全 .......................................................................................................37
3.2
功率拓扑 ......................................................................................................................34
3.3
控制系统概述 ...............................................................................................................35
NXGPro+ 控制系统手册
NXGPro+ 控制系统手册
操作手册
AC
A5E50491925J
安全性信息
1
安全注意事项
2
控制系统简介
3
NXGPro+ 控制系统简介
4
硬件用户界面说明
5
参数配置/地址
6
运行控制系统
7
高级的操作功能
8
软件用户界面
9
运行软件
10
故障和报警检修
11

XL7015 0.8A 150KHz 100V降压型DC-DC转换器说明书

XL7015 0.8A 150KHz 100V降压型DC-DC转换器说明书

0.8A 150KHz 100V 降压型DC-DC转换器XL7015特点⏹最高输入电压100V⏹输出电压从1.25V到20V可调⏹最大占空比90%⏹最小压降2V⏹固定150KHz开关频率⏹最大0.8A输出电流⏹48V输入、5V输出推荐最大输出电流0.6A⏹48V输入、15V输出推荐最大输出电流0.4A⏹内置高压功率三极管⏹效率高达85%⏹出色的线性与负载调整率⏹EN脚TTL关机功能⏹内置过热关断保护功能⏹内置限流功能⏹内置输出短路保护功能⏹TO252-5L封装应用⏹电动车控制器供电⏹通信描述XL7015是一款高效、高压降压型DC-DC 转换器,固定150KHz开关频率,可提供最高0.8A输出电流能力,低纹波,出色的线性调整率与负载调整率。

XL7015内置固定频率振荡器与频率补偿电路,简化了电路设计。

PWM控制环路可以调节占空比从0~90%之间线性变化。

内置输出过电流保护功能,当输出短路时,开关频率从150KHz降至45KHz。

内部补偿模块可以减少外围元器件数量。

图1. XL7015封装0.8A 150KHz 100V 降压型DC-DC 转换器 XL7015引脚配置EN GND SW VINFB 12345TO252-5L图2. XL7015引脚配置表1.引脚说明引脚号 引脚名 描述1 VIN 电源输入引脚,需要在VIN 与GND 之间并联电解电容以消除噪声。

2 SW 功率开关输出引脚,SW 是输出功率的开关节点。

3 GND 接地引脚。

4 FB 反馈引脚,通过外部电阻分压网络,检测输出电压进行调整。

参考电压为1.25V 。

5EN使能引脚,低电平工作,高电平关机,悬空时为低电平。

0.8A 150KHz 100V 降压型DC-DC 转换器 XL7015方框图3.3V Regulator 1.25V ReferenceVINGND3.3V 1.25VEACOMPDriverOscillator 150KHz/45KHzENSWThermal ShutdownLatchCOMP150m ΩCurrent LimitFB Start Up150mVSwitch图3. XL7015方框图典型应用XL7015L1 100uH/1ACIN33uF/100VCOUT100uF/35VR230K 1%R12.7K 1%D1S310VOUT=1.25*(1+R2/R1)SWFBGNDENVINVIN12453CFF 33nFOUTPUT 15V/0~0.4A VOUT=1.25*(1+R2/R1)图4. XL7015系统参数测量电路0.8A 150KHz 100V降压型DC-DC转换器XL7015订购信息产品型号打印名称封装方式包装类型XL7015E1 XL7015E1 TO252-5L 2500只每卷XLSEMI无铅产品,产品型号带有“E1”后缀的符合RoHS标准。

一种高效率AC-DC变换器的实现方案

一种高效率AC-DC变换器的实现方案

一种高效率AC/DC变换器的实现方案
提要:本文提出一种高效率AC-DC 变换器的实现思路,对实现高效率的各环节的效率分析,提出实现的方案,最后,给出实验数据。

输入电压为85V 输出24V 的电源效率约为93%。

在一般开关电源的设计方案中,开关损耗和器件的导通损耗(特别是整流器件的导通损耗)是困扰开关电源设计者的一大难题。

当效率达到一定程度后,再进一步提高效率深感困难,甚至无从下手。

尽管采用了有源箝位、移相零电压开关、同步整流器等先进的,使电源效率得到一些提高,但是所付出的代价也是很大的。

能在用常规的电路拓扑基础上加以改进,得到所希望的高效率,是当今电源设计的热点和最经济的方案。

为实现这一目标通常的设计手段很难达到的,欲实现并超过这一目标必须明确各部分的损耗,并设法减小甚至消除其中的某些损耗。

1 损耗及效率分析
开关电源的损耗基本上有以下几个构成:输入电路损耗、主开关的导通损耗和开关损耗、控制电路损耗、变压器损耗、输出整流器损耗。

1.1 输入电路损耗
主要有电源滤波器的寄生电阻上的损耗,通常在输入功率的百分之零点几,实际上几乎没有温升,故可以忽略不计;限制浪涌电流的负温度系数热敏电阻上的损耗,通常不到输入功率的1%;输入整流器损耗,约输入功率的1%。

整个输入电路损耗约输入功率的1%-1.5%。

以上损耗一般无法进一步减小。

1.2 主开关上的损耗
主开关上的损耗可分为导通损耗和开关损耗,交流输入电压范围在
85V~264V 时,以85V 的开关管导通损耗最高,在264V 时开关损耗最高。

在。

dcac变换器工作原理

dcac变换器工作原理

dcac变换器工作原理DC-AC变换器是一种电子设备,用于将直流电源转换为交流电源。

它广泛应用于工业、家庭和商业领域,用于为电子设备如电灯、冰箱、电视机等提供所需的交流电源。

DC-AC变换器的工作原理基于电磁感应和电子开关技术。

下面详细介绍DC-AC变换器的工作原理。

1.输入电压稳压DC-AC变换器通常需要一个稳定的直流输入电压作为供电。

这个直流电压通常来自于电池、直流电源或电力系统的整流器输出。

在输入电压进入DC-AC变换器之前,通常需要一个电压稳定器来确保输入电压的稳定性。

2.电子开关转换直流电压DC-AC变换器中最重要的组件是电子开关器件,如晶体管或功率MOSFET。

这些开关器件可以控制电流的通断,从而将直流电压转换为可变的脉冲电压。

当开关器件导通时,它们允许电流通过。

当它们断开时,电流被阻断。

通过控制开关器件的导通和断开时间,可以生成预期的正弦波输出。

3.输出滤波器由于开关器件产生的输出是离散的脉冲信号,需要一个输出滤波器来将其转化为连续的正弦波形。

输出滤波器通常由电感和电容组成。

电感将高频脉冲信号变为电流,而电容则充当储能元件,将电感输出的电流平滑成连续的正弦波形输出。

输出滤波器对于减小输出的谐波含量和噪音非常重要。

4.控制电路为了确保DC-AC变换器的稳定性和可靠性,通常需要一个控制电路来监测输入电压、输出电压和负载变化,并相应地调节开关器件的导通和断开时间。

控制电路通常由微控制器、比较器和反馈系统组成。

微控制器用于监测输入和输出,以及根据反馈信号控制开关器件的操作。

比较器用于将实际输出与期望输出进行比较,并调整控制信号。

反馈系统通常使用电流传感器和电压传感器来提供实时反馈信号。

5.保护电路由于DC-AC变换器通常用于供电敏感设备,需要一些保护电路来确保其正常运行。

保护电路通常包括过电流保护、过温保护和短路保护等。

当变换器输出超过额定电流、温度过高或发生短路时,保护电路将切断输出或限制输出电流,以保护设备和用户的安全。

种高效率ACDC变换器的实现方案

种高效率ACDC变换器的实现方案

提要:本文提出一种高效率AC-DC变换器的实现思路,对实现高效率的各环节的效率分析,提出实现的方案,最后,给出实验数据。

输入电压为85V输出24V的电源效率约为93%。

在一般开关电源的设计方案中,开关损耗和器件的导通损耗(特别是整流器件的导通损耗)是困扰开关电源设计者的一大难题。

当效率达到一定程度后,再进一步提高效率深感困难,甚至无从下手。

尽管采用了有源箝位、移相零电压开关、同步整流器等先进的,使电源效率得到一些提高,但是所付出的代价也是很大的。

能在用常规的电路拓扑基础上加以改进,得到所希望的高效率,是当今电源设计的热点和最经济的方案。

为实现这一目标通常的设计手段很难达到的,欲实现并超过这一目标必须明确各部分的损耗,并设法减小甚至消除其中的某些损耗。

1 损耗及效率分析开关电源的损耗基本上有以下几个构成:输入电路损耗、主开关的导通损耗和开关损耗、控制电路损耗、变压器损耗、输出整流器损耗。

1.1 输入电路损耗主要有电源滤波器的寄生电阻上的损耗,通常在输入功率的百分之零点几,实际上几乎没有温升,故可以忽略不计;限制浪涌电流的负温度系数热敏电阻上的损耗,通常不到输入功率的1%;输入整流器损耗,约输入功率的1%。

整个输入电路损耗约输入功率的1%-1.5%。

以上损耗一般无法进一步减小。

1.2 主开关上的损耗主开关上的损耗可分为导通损耗和开关损耗,交流输入电压范围在85V~264V时,以85V 的开关管导通损耗最高,在264V时开关损耗最高。

在各种电路拓扑中反激式变换器的开关损耗和导通损耗最高,以尽可能不采用为好。

单端正激(包括双管箝位电路拓扑)因其最大占空比不会大于0.7也尽可能不采用为好。

惟有桥式(全桥与半桥)和推挽电路拓扑有可能实现高效率功率变换。

但是,欲明显减小甚至消除开关损耗并且不附加缓冲(谐振)电路,同时采用简单、常规的PWM控制方式是实现高效功率变换的目标。

电源界的一个不成文的观点:不稳压的比稳压的效率高、不隔离的比隔离的效率高、窄范围输入电压的比宽范围输入的效率高。

通信电源考试(试卷编号261)

通信电源考试(试卷编号261)

通信电源考试(试卷编号261)1.[单选题]( )变压器因受建筑消防规范的制约,不得与通信设备同建筑安装,一般与其他高、低压配电设备安装于独立的建筑内。

A)油浸式B)干式C)自耦式答案:A解析:2.[单选题]交流停电时,高频开关电源设备由()给负载供电。

A)高频开关电源模块B)电池C)其它答案:B解析:3.[单选题]UPS电源由哪些基本部分组成( )A)整流模块、静态开关、逆变器、蓄电池B)逆变器、防雷模块、整流模块、静态开关C)整流模块、功率因数补偿模块、蓄电池、静态开关答案:A解析:4.[单选题]维护规程规定低压配电设备中熔断器的温升应低于( )。

A)80℃B)50℃C)60℃答案:A解析:5.[单选题]交流电的三要素是指( )。

A)频率、周期、相位B)周期、幅值、角频率C)频率、幅值、相位答案:C解析:6.[单选题]在以下3种送风方式中,( )送风方式容易导致制冷效果不佳。

7.[单选题]UPS和柴油发电机接口问题涉及UPS和柴油发电机两个自动调节系统,两者接口时出现的不兼容问题是两个系统相互作用的结果、可以在其中一个系统或两个系统内采取适当措施予以解决、过去最常用的方法是( )、A)安装有源滤波器B)将发电机降容使用C)采用12脉冲整流器答案:B解析:8.[单选题]在一定压力下,饱和蒸汽在冷凝器内被冷凝成液态,这时相对应的温度称为( )。

A)冷却温度B)冷凝温度C)过冷温度D)过热温度答案:B解析:9.[单选题]当UPS的交流输入电压超过允许输入电压整定范围时,UPS立即“ ”,并发出声光告警。

A)自动关断输出B)转自动旁路输出C)转电池运行D)转维修旁路输出答案:C解析:11.当UPS的交流输入电压超过允许输入电压整定范围时,UPS立即转电池运行,并发出声光告警。

当输出负载超过UPS额定功率时,应发出声光告警,超过过载能力时,应转旁路供电。

10.[单选题]高频开关整流设备整流模块不得少于()块,并应按()原则配置。

新型降压大电流车用DC/DC变换器

新型降压大电流车用DC/DC变换器

新型降压大电流车用DC/DC变换器随着现代汽车的发展和普及,人们对驾驶安全和舒适性提出了更高的要求。

为此,汽车工程师们不断研发新型技术和设备,以提高汽车的性能和可靠性。

其中,新型降压大电流车用DC /DC变换器是一种很好的设备,可以提供稳定的电能输出,有效降低车辆故障率和延长汽车寿命。

本文将介绍新型降压大电流车用DC/DC变换器的构造、工作原理及应用前景。

首先,我们来简单了解一下DC/DC变换器。

它是一种能够改变直流电压的装置,通过变换输入电压幅值和电流波形,得到稳定、平滑的输出电压。

而车用DC/DC变换器则是专门针对汽车电路和电器的变换器。

它可以将汽车蓄电池的直流电电压调整为适合各种车载电器使用的直流电源,如车载音响、导航仪、空调等。

同时,降压大电流车用DC/DC变换器还具备承载大电流、高效率、简便安装等特点。

降压大电流车用DC/DC变换器主要由输入端、输出端、控制模块以及散热模块等组成。

输入端连接汽车电池正负极,输出端则连接车载电器。

变换器通过控制模块内部的功率半导体器件(如MOS管)的通断情况改变输入输出端之间的电阻,以达到调整电压的目的。

而散热模块则能够在变换器高负载工作时散去产热,保证变换器的长时间稳定运行。

降压大电流车用DC/DC变换器的工作原理比较简单。

当汽车引擎发动时,汽车电池会给变换器提供直流电源。

变换器会将12V或24V的电压转换为适合车载电器使用的电压(通常为5V、9V、12V、15V等)。

在变换器输出端,输出电流的大小可以根据需要进行调整,一般可以达到10-50安培。

变换器的控制模块会实时监测变换器的输出电压和电流,并根据需要动态调节,保证输出电压的稳定性和安全性。

降压大电流车用DC/DC变换器的应用前景非常广阔。

随着汽车电子设备的不断升级,对电源供应的要求也越来越高。

在车载娱乐系统、安全控制系统、通讯系统等多个领域都需要DC/DC变换器来提供稳定且可靠的电源。

除了在传统的汽车领域中,降压大电流车用DC/DC变换器还将广泛应用于电动汽车、混合动力汽车等新能源汽车中,提高其能源使用效率。

38V-100A可直接并联大功率AC-DC变换器

38V-100A可直接并联大功率AC-DC变换器

38V/100A可直接并联大功率AC/DC变换器文章作者:张国兵杜少武徐宁文章类型:设计应用文章加入时间:2004年5月7日22:25文章出处:电源技术应用摘要:介绍了一种38V/100A可直接并联的大功率AC/DC变换器。

采用了有源功率因数校正技术以实现系统的高功率因数。

DC/DC主电路采用电流型PWM芯片UC3846控制的半桥变换器,并提出了一种新的IGBT驱动电路。

为了满足电源直接并联运行的需要,设计了以均流芯片UC3907为核心的均流电路。

关键词:大功率;半桥变换器;功率因数校正;均流引言随着电力电子技术的发展,电源技术被广泛应用于计算机、工业仪器仪表、军事、航天等领域,涉及到国民经济各行各业。

特别是近年来,随着IGBT的广泛应用,开关电源向更大功率方向发展。

研制各种各样的大功率,高性能的开关电源成为趋势。

某电源系统要求输入电压为AC220V,输出电压为DC38V,输出电流为100A,输出电压低纹波,功率因数>0.9,必要时多台电源可以直接并联使用,并联时的负载不均衡度<5%。

图1 UC3854A/B控制的有源功率因数校正电路设计采用了AC/DC/AC/DC变换方案。

一次整流后的直流电压,经过有源功率因数校正环节以提高系统的功率因数,再经半桥变换电路逆变后,由高频变压器隔离降压,最后整流输出直流电压。

系统的主要环节有DC/DC电路、功率因数校正电路、PWM控制电路、均流电路和保护电路等。

1 有源功率因数校正环节由于系统的功率因数要求0.9以上,采用二极管整流是不能满足要求的,所以,加入了有源功率因数校正环节。

采用UC3854A/B控制芯片来组成功率因数电路。

UC3854A/B是Unitrode公司一种新的高功率因数校正器集成控制电路芯片,是在UC3854基础上的改进。

其特点是:采用平均电流控制,功率因数接近1,高带宽,限制电网电流失真≤3%[1]。

图1是由UC3854A/B控制的有源功率因数校正电路。

单位内部认证通信电源考试(试卷编号151)

单位内部认证通信电源考试(试卷编号151)

单位内部认证通信电源考试(试卷编号151)1.[单选题]( )是指机组运行多年后,主要部件寿命期限已到或出现疲劳损坏的迹象,此时机组必须更换部件的维修项目。

A)例行维护保养B)定期维护检修C)机组大修答案:C解析:2.[单选题]不间断电源UL33-0300L代表UPS视在功率( )A)3KVAB)30KVAC)300KVA答案:B解析:3.[单选题]交流电的三要素是指( )。

A)频率、周期、相位B)周期、幅值、角频率C)频率、幅值、相位答案:C解析:4.[单选题]通信机楼大楼接地以( )接地方式保障。

A)联合B)分散C)独立答案:A解析:5.[单选题]避雷器通常接于导线和地之间,与被保护设备( )A)串联B)并联C)串关结合答案:B解析:6.[单选题]整流模块时应按以下()方式开启。

C)两者均可答案:A解析:7.[单选题]空调机中使用的膨胀阀有( )A)热力膨胀阀和开关膨胀阀B)热力膨胀阀和电子膨胀阀C)电力膨胀阀和电子膨胀阀D)热力膨胀阀和电动膨胀阀答案:B解析:8.[单选题]维护规程规定:继电器保护和告警信号应保持正常,( )切断警铃和信号灯。

A)宜B)禁止C)可D)无所谓答案:B解析:9.[单选题]蓄电池组的放电电流越大,放电时间越短,实际放出的容量();放电电流越小,放电时间越长,实际放出的容量就()(即放电深度越深)。

A)越小 越大B)越小 越小C)越大 越小D)越大 越大答案:A解析:10.[单选题]2V系列蓄电池在 ,同组各单体蓄电池间电压差不应大于90mvA)浮充状态下B)均充状态下C)离线状态下D)在线状态下答案:A解析:11.[单选题]UPS应每( )检查主要模块和风扇电机的运行温度、A)每月B)季答案:B解析:12.[单选题]开关电源、UPS等电源设备电池放电告警信息均按( )告警设置.A)一般告警B)重要告警C)普通告警D)紧急告警答案:D解析:13.[单选题]关于电源线的布放与连接,下列说法不正确的是()。

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38V/100A可直接并联大功率AC/DC变换器张国兵,杜少武,徐宁(合肥工业大学电气工程学院,安徽合肥 230009)摘要:介绍了一种38V/100A可直接并联的大功率AC/DC变换器。

采用了有源功率因数校正技术以实现系统的高功率因数。

DC/DC主电路采用电流型PWM芯片UC3846控制的半桥变换器,并提出了一种新的IGBT驱动电路。

为了满足电源直接并联运行的需要,设计了以均流芯片UC3907为核心的均流电路。

关键词:大功率;半桥变换器;功率因数校正;均流0 引言随着电力电子技术的发展,电源技术被广泛应用于计算机、工业仪器仪表、军事、航天等领域,涉及到国民经济各行各业。

特别是近年来,随着IGBT的广泛应用,开关电源向更大功率方向发展。

研制各种各样的大功率,高性能的开关电源成为趋势。

某电源系统要求输入电压为AC220V,输出电压为DC38V,输出电流为100A,输出电压低纹波,功率因数>0.9,必要时多台电源可以直接并联使用,并联时的负载不均衡度<5%。

设计采用了AC/DC/AC/DC变换方案。

一次整流后的直流电压,经过有源功率因数校正环节以提高系统的功率因数,再经半桥变换电路逆变后,由高频变压器隔离降压,最后整流输出直流电压。

系统的主要环节有DC/DC电路、功率因数校正电路、PWM控制电路、均流电路和保护电路等。

1 有源功率因数校正环节由于系统的功率因数要求0.9以上,采用二极管整流是不能满足要求的,所以,加入了有源功率因数校正环节。

采用UC3854A/B控制芯片来组成功率因数电路。

UC3854A/B是Unitrode公司一种新的高功率因数校正器集成控制电路芯片,是在UC3854基础上的改进。

其特点是:采用平均电流控制,功率因数接近1,高带宽,限制电网电流失真≤3%。

图1是由UC3854A/B控制的有源功率因数校正电路。

图1 UC3854A/B控制的有源功率因数校正电路该电路由两部分组成。

UC3854A/B及外围元器件构成控制部分,实现对网侧输入电流和输出电压的控制。

功率部分由L2,C5,V等元器件构成Boost升压电路。

开关管V选择西门康公司的SKM75GB123D模块,其工作频率选在35kHz。

升压电感L2为2mH/20A。

C5采用四个450V/470μF的电解电容并联。

因为,设计的PFC电路主要是用在大功率DC/DC电路中,所以,在负载轻的时候不进行功率因数校正,当负载较大时功率因数校正电路自动投入使用。

此部分控制由图1中的比较器部分来实现。

R10及R11是负载检测电阻。

当负载较轻时,R10及R11上检测的信号输入给比较器,使其输出端为低电平,D2导通,给ENA(使能端)低电平使UC3854A/B封锁。

在负载较大时ENA为高电平才让UC3854A/B工作。

D3接到SS(软启动端),在负载轻时D3导通,使SS为低电平;当负载增大要求UC3854A/B工作时,SS端电位从零缓慢升高,控制输出脉冲占空比慢慢增大实现软启动。

2 DC/DC主电路及控制部分分析2.1 DC/DC主电路拓扑在大功率高频开关电源中,常用的主变换电路有推挽电路、半桥电路、全桥电路等。

其中推挽电路的开关器件少,输出功率大,但开关管承受电压高(为电源电压的2倍),且变压器有六个抽头,结构复杂;全桥电路开关管承受的电压不高,输出功率大,但是需要的开关器件多(4个),驱动电路复杂。

半桥电路开关管承受的电压低,开关器件少,驱动简单。

根据对各种拓扑方案的工程化实现难度,电气性能以及成本等指标的综合比较,本电源选用半桥式DC/DC变换器作为主电路。

图2为大功率开关电源的主电路拓扑图。

图2 主电路拓扑图图2中V1,V2,C3,C4和主变压器T1组成半桥式DC/DC变换电路。

IGBT采用西门康公司的SKM75GB 123D 模块,工作频率定在30kHz。

高频变压器采用国产铁氧体EE85B磁芯,原边绕组匝数为12匝,副边两个绕组均为6匝,变压器无须加气隙。

在绕制变压器时采用“三段式”方法绕制,以减少变压器的漏感。

整流二极管采用快速二极管,以减小其反向恢复时间对输出的影响。

R1,C1,R2,C2为并在IGBT两端的吸收电路。

R5及C6和R6及C7为并在快恢复二极管两端的吸收电路。

R3和R4起到保证电容C3及C4分压均匀的作用。

CT为初级电流检测用的电流互感器,作为电流控制时的电流取样用。

为了防止电源在运行过程中产生偏磁,在原边绕组串联隔直电容C5,阻断与不平衡伏秒值成正比的直流分量,平衡开关管每次不相等的伏秒值。

C5采用优质CBB无感电容。

变压器的副边采用全波整流加上两级L—C滤波以满足低输出纹波的要求。

电阻R7及R8为输出电压反馈采样电阻。

2.2 PWM电路及IGBT的驱动系统的PWM部分采用电流型控制芯片UC3846组成波形产生电路。

图3是大功率开关电源的PWM控制的电气原理图。

图3 PWM控制及驱动图R1和C2组成UC3846的振荡器,振荡频率为f=。

为了防止两路开关管的互通,要设定两路输出都关断的“死区时间”,它由振荡锯齿波的下降沿决定。

从脚8经R2及C1到脚4(SEN+)作为UC3846电流控制的斜坡补偿,以有效地防止次谐波振荡。

主电路电流信号经电流互感器CT,桥式整流和阻容滤波后作为UC3846的电流反馈信号。

UC3846对电流放大器的输出电压脉冲与最大电流限制值(由脚1电压和电压误差放大器的输出电压确定)逐个地进行比较,当脉冲开关电流超过最大电流限制时,UC3846将封锁输出脉冲,限制了开关电源的最大输出电流。

C5为实现软启动的电容。

UC3846的脚1电位低于0.5V时无脉宽输出,在脚1接电容到地,开机后随着电容的充电,电容电压高于0.5V时有脉宽输出,并随着电容电压的升高脉冲逐渐变宽,完成软启动功能。

IGBT是一复合功率器件,集双极型晶体管和功率MOSFET的优点于一体,具有电压型控制,开关损耗小,通断速度快,工作频率高,器件容量大等优点,很适合用于大功率电源变换器中,因此,近年来IGBT 技术得到了迅猛的发展。

专门用于IGBT的驱动电路很多,如富士公司的EXB841及EXB651系列,三菱公司的M57959L系列。

它们都具有开关频率高,驱动功率大,过流过压保护等优点,但必须要有专门的驱动电源,因此,导致设备整体成本提高。

脉冲变压器也可以作为IGBT的驱动,它有体积小,价格低,不需要额外的驱动电源的优点,但是直接驱动时,脉冲的前沿与后沿不够陡,影响IGBT的开关速度。

图3所采取的驱动电路具有开关频率高,驱动功率大,结构简单,且具有负压关断的特点。

V1-V4,D2-D5构成了脉冲变压器的驱动电路,适用于驱动大功率的IGBT。

D1和D6有利于V1-V4的关断。

当PWM1为高,PWM2为低电平时,V1和V4导通;当PWM1和PWM2均为低电平时,变压器中由于漏感储存的能量通过D3和D4进行续流,使A点电位降至-0.7V,虽然这时PWM1为低电平但V1再次导通,则V1处于高频通断状态而容易烧毁。

PWM2由高电平向低电平转换时V2存在同样情况。

加入D6可以使续流时A点电位钳制在0V,从而有利于V1或V2的关断。

同理D1的作用是利于V3或V4的关断。

2.3 均流环节设计并联运行是电源技术的发展方向之一。

欲使开关电源并联运行,做到各电源模块之间的“均流”是关键。

常用的均流方法有外特性下垂法、主从电源设置法、外部电路控制法、平均电流法、最大电流法。

分析各种均流方法可知,下垂法虽然简单易行,但负载效应指标较差,均流精度太低;主从设置法和平均电流型自动均流法都无法实现冗余技术,因为,一旦主电源出故障,则整个电源系统都不能正常工作,使电源模块系统的可靠性得不到保证;外控法的控制特性虽好,但需要一个附加的控制器,并在控制器和每个单元电源之间有许多附加连线;而最大电流自动均流法依据其特有的均流精度高,动态响应好,可以实现冗余技术等性能,越来越受到开发人员的青睐。

UC3907是Unitrode公司根据最大电流法设计的均流控制芯片。

图4是采用UC3907设计的电源并联运行时的均流环节。

图4 用UC3907设计的均流环节系统采用霍尔电流传感器来检测主电路输出电流。

霍尔传感器的输出经分压与UC3907的脚2电流检测相连。

脚11为电压反馈端,输出端分压得到的电压与UC3907内部的电压放大器所接的基准电压(2.0V~2.1V)相比较后,输出经驱动放大器作为系统UC3846的电压反馈。

脚15接均流母线。

UC3907内部的电流放大器将检测到的电流信号放大20倍与均流母线上的信号比较。

若大于均流母线上的信号,则母线上的电压将由该电源决定,即“主控”;若调节器的输出电流小于母线上的电流信号,即“辅控”时,调节器使电压放大器的基准电压升高100mV,强迫系统的反馈电压减小,通过UC3846的调节使该电源输出电压增加,从而自动平衡电流。

在试验过程中出现主辅控状态来回切换的情况。

分析其原因发现,当在“辅控”状态时,电流调节器使基准电压升高100mV的同时会使电流增大,当电流大于母线电流信号时,致使该模块变为“主控”。

而在下一次调节时又变为“辅控”。

这样,就在主辅控状态之间来回变化,造成系统并联不稳定。

我们在脚14和脚6之间接一个电阻R3,使基准电压在升高时小于100mV,该模块的输出电流略微增加,不至于成为“主控”模块。

如果电阻选取得适当,既能保证电源模块并联均流又不会发生主控、辅控交替现象。

2.4 保护电路设计对于DC/DC电源产品都要求在出现异常情况(如过流、过载、过/欠压)时,系统的保护电路工作,使变换器及时停止工作。

但各种情况下的保护又不尽相同。

一般说来,在过载、过流时,保护电路要动作且不需要自动恢复;而过/欠压则不同,在过/欠压情况解除后要求系统能够重新工作。

图5是系统的保护电路(主要是控制UC3846来停止半桥变换器工作)。

UC3846的脚16(SHTDN)为关断控制脚。

当出现过/欠压(或过流、过载)时,可使U1(或U2)导通,D1(或D2)导通,则脚16为高电平使UC3846关断,封锁输出脉冲。

不同的是,过/欠压电路使UC3846的脚1经三极管V1接地。

当发生过/欠压时,D1导通使脚16为高电平,在UC3846关断的同时,V1导通,将UC3846内部脚16所接的晶闸管短接,使其承受负压关断。

这样在过/欠压解除后UC3846能够重新输出脉冲使变换器工作。

而在过流、过载情况出现时C3846封锁输出脉冲,在封锁解除时脉冲不能恢复。

图5 保护电路设计3 各部分电路波形研制成功的试验样机,在稳态运行时的各部分波形如图6及图7所示。

(a) 负载轻时PFC封锁时电流波形(b) 负载重时PFC工作时电流波形图6 PFC部分实验波形(a) IGBT驱动电压波形(b) 高频变压器原边电压波形图7 DC/DC变换器实验波形4 结语所制作的工程样机,已经通过性能测试。

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