一種低紋波開(kāi)關(guān)電源設計

引言

　　某工程試驗點(diǎn)火裝置，為滿(mǎn)足狹小空間下，不同阻值爆炸橋絲的引燃工作，要求紋波小、輸出可調，體積小和高可靠的開(kāi)關(guān)穩壓電源?；疽笫禽斎階C220V，輸出DC0～100V連續可調，最大輸出電流100A，低頻紋波Vrms≤O．1％，電壓調整率≤0．5％，穩定度≤0．1％的開(kāi)關(guān)電源。設計思想主要服從可靠、體積兩方面要求。在綜合分析了現有的軟硬開(kāi)關(guān)變換器電源技術(shù)后，采用了脈寬調制變換器的形式設計，好處是簡(jiǎn)單可靠。通過(guò)對電源的供電環(huán)節、反饋控制、吸收電路、元器件選取與制作以及工藝結構等方面優(yōu)化設計，解決了大電流下的輸出紋波大、輸出大范圍調節下電源穩定性差、炸管和振蕩等問(wèn)題，研制出了合格的電源。

　　l 電源主電路

　　電源主電路如圖1所示。電源由輸入電路、變換器、直流輸出和控制驅動(dòng)組成。輸入電路包含抑制合閘浪涌的延時(shí)電路、EMI過(guò)濾器、單相整流器和濾波電容器組。變換器采用脈沖寬度調制“H”橋拓撲。高頻變壓器、橋式整流器、電感器和電容器組構成直流電壓輸出電路?？刂齐娐防肞WM調節輸出電壓電流方案。

　　1)輸入電路

　　輸入電路由輸入延時(shí)啟動(dòng)、EMI濾波器、橋式整流電路B1和濾波電容器組C1構成。延時(shí)啟動(dòng)使用繼電器方式，以減小電源合閘瞬間對濾波電容器組C1的電流沖擊。電容器選用CDE公司的DCMCE型逆變器專(zhuān)用輸入濾波電容器。整流橋選擇TECHSEM公司的MDQ75單相整流橋模塊。由于電源每次工作時(shí)間很短暫及體積的限制，輸入電路中沒(méi)有加入功率因數校正電路。

　　2)變換器和驅動(dòng)電路

　　變換器采用脈寬調制的“H”橋拓撲，它由四只IGBT(VT1一VT4)組成。工作時(shí)，其輸出在1～60μs變化脈沖寬度。IGBT選用三菱公司的CM75BU一12H單相全橋模塊，好處是每只IGBT開(kāi)關(guān)特性的一致性好，無(wú)須考慮電路的平衡問(wèn)題。對于驅動(dòng)電路，目前集成驅動(dòng)電路很多，由于它直接影響到IGBT可靠工作及可靠保護，經(jīng)比較選用了POWERXE公司基于VLA502一02的兩通道IGBT驅動(dòng)模塊BG2A。圖2是VLA502—02的原理圖，與常用混合驅動(dòng)模塊另一個(gè)同之處是它集成了DC／DC電源，無(wú)須再對每個(gè)驅動(dòng)電路單獨供電。實(shí)際使用表明，BG2A可靠性大大高于EX840等驅動(dòng)電路，從未遇到過(guò)損壞。