50A/220V全負載范圍軟開(kāi)關(guān)電站操作電源功率模塊設計探討

⑴ 結構
①采用先進(jìn)的整流技術(shù)，以提高變換器的效率；
②采用單組或多組繞組、單組或多組整流二極管與否，視設計計算、仿真結果和器件采購情況而定；
③后備方案：倍流整流—減小變壓器制作難度；（非）同步整流—降低輸出級損耗。

⑵整流二極管及尖峰抑制

充分注意整流二極管反向恢復電流和特性引起的EMI和損耗問(wèn)題；其寄生電容與線(xiàn)路中寄生電感、漏感一起產(chǎn)生振蕩，引起二極管上電壓尖峰。

除參數選擇外，需要采取措施減小寄生振蕩?？梢圆捎靡韵麓胧?/p>

①原邊箝位，加二極管緩沖電路，可以減小整流橋的尖峰電壓和二極管反向恢復造成的損耗；
②R-C吸收回路。R，C串聯(lián)并在二極管兩端。選取的原則：,其中；LT為脈沖變壓器漏感（μH），CJ為二極管的極間結電容(pF)，N為脈沖變壓器的原/副邊匝比 Np/Ns；
③無(wú)損吸收、有源鉗位、利用飽和電感等方法也可考慮。

2.5 紋波抑制

根據紋波來(lái)源進(jìn)行合理抑制。輸出紋波主要來(lái)自以下四個(gè)方面：輸入交流電源噪聲、高頻噪聲、寄生參數引起的共模噪聲和功率器件開(kāi)關(guān)過(guò)程中產(chǎn)生的超高頻噪聲。

⑴ 輸入交流電源噪聲的抑制
整流脈動(dòng)引起的紋波屬于低頻紋波，處理較為困難。主要對策有：
①加強濾波；
②電流型的控制；
③采用PFC技術(shù)。
⑵高頻噪聲的抑制（開(kāi)關(guān)頻率）
①合理選擇器件:

(a)選擇ESR和ESL較小的電容；
(b)輸出濾波電感的分布電容盡量小，用圓導線(xiàn)，不用銅皮。
②加大輸出濾波參數
③優(yōu)化設計電路形式:

(a)用多個(gè)電解電容以及高頻電容并聯(lián)作為輸出電容;
(b)采用不同結構或多級LC濾波.

④優(yōu)化機械和電氣結構
⑶超高頻噪聲的抑制
由輸出整流二級管反向恢復引起的超高頻噪聲的抑制
①選擇開(kāi)關(guān)時(shí)間短的開(kāi)關(guān)管和反向恢復時(shí)間短的輸出整流二極管;
②選擇ESR和ESL小的電容;
③采用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)，對抑制超高頻噪聲的作用很大，在副邊串聯(lián)飽和電感對抑制二極管的反向恢復時(shí)的震蕩也有好處。
⑷共模噪聲的抑制

增加共模信號濾波電路，如EMI. 現在市場(chǎng)上可以購買(mǎi)到現成的三相三線(xiàn)的EMI設備，包裝美觀(guān)，價(jià)格也適中。

圖15 共模噪聲抑制

比如：上海埃德電磁技術(shù)有限公司的型號為DNF52-Y-3*35A的三相三線(xiàn)制濾波器完全符合我們的需要。

3 充電電源控制流程圖

圖16 充電電源控制流程

充電電源控制流程如圖16所示。監控器與模塊單片機間主要實(shí)現以下幾個(gè)量的通訊：
⑴只讀：
16位報警；
輸出電壓；
輸出電流；
485地址。

⑵讀寫(xiě)：
均充電壓設置；
浮充電壓設置；
狀態(tài)量；
限流電流設置 ；
輸出過(guò)壓設置 ；
輸出欠壓設置。