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《移相全橋開關(guān)電源設(shè)計》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、基于DSP2812設(shè)計的全橋開關(guān)電源(1)類別：電子綜合??閱讀：968引言高頻開關(guān)電源以其重量輕、體積小、高效節(jié)能、輸出紋波小、容量大等優(yōu)點，在通訊和低電壓行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，且逐步在電力系統(tǒng)中得到應(yīng)用。尤其隨著電信業(yè)的迅猛發(fā)展，電信網(wǎng)絡(luò)總體規(guī)模不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜先進(jìn)，作為通訊支撐系統(tǒng)的通訊用基礎(chǔ)電源系統(tǒng)，市場需求逐年增加，其動力之源的重要性也日益突出。龐大的電信網(wǎng)絡(luò)高效、安全、有序的正常運(yùn)行，對通信電源系統(tǒng)的品質(zhì)提出了越來越嚴(yán)格的要求，推動了通信電源向著高效率、高頻化、模塊化、數(shù)字化方向發(fā)展。近年來，由于軟開關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，已逐步應(yīng)用在
2、開關(guān)電源中，尤其在中大功率的全橋變換器中應(yīng)用最為廣泛，這使電源轉(zhuǎn)換效率得到提高。由于傳統(tǒng)模擬控制電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一經(jīng)設(shè)計完成其控制策略就不能改變等缺點的存在，數(shù)字式控制方式得到發(fā)展。并隨著開關(guān)電源在通訊，監(jiān)控等功能上的擴(kuò)展，數(shù)字電源已逐步取代傳統(tǒng)模擬電源。1系統(tǒng)框圖圖1為軟開關(guān)全橋變換開關(guān)電源拓?fù)?。虛線框以內(nèi)為控制電路，虛線框以上為主電路。主電路主要包括輸入整流濾波、功率因數(shù)校正，全橋變換電路、高頻變壓器、輸出濾波電路?？刂齐娐分饕刹蓸与娐?、控制和保護(hù)單元、監(jiān)控單元等組成，并為了保證控制電路及相關(guān)電路正常工作還必須包括輔助電源。本電源采用ZVS—PWM拓?fù)洌?/p>
3、單相220V交流輸入，經(jīng)過PFC模塊后為直流400V，主功率管采用MOSFET管，控制部分由DSP控制電路，電壓電流雙閉環(huán)控制。輸出采用全波整流并進(jìn)行無源LC濾波。2)全橋變換器設(shè)計全橋變換器電路如圖3所示。該拓?fù)渲蠱OS管采用IRFB20N50，流過的最大電流為20A，最大電壓為500V。? 本電源采用ZVS—PWM拓?fù)?，單?20V交流輸入，經(jīng)過PFC模塊后為直流400V，主功率管采用MOSFET管，控制部分由DSP控制電路，電壓電流雙閉環(huán)控制。輸出采用全波整流并進(jìn)行無源LC濾波?！ ?主電路設(shè)計 針對48V／20A的通訊高頻開關(guān)電源，其主電路采用移
4、相式全橋變換器拓?fù)洹Ｒ葡嗳珮蜍涢_關(guān)控制器具有恒頻軟開關(guān)運(yùn)行、移相控制實現(xiàn)方便、電流和電壓應(yīng)力小、巧妙應(yīng)用寄生電容等優(yōu)點。移相控制作為全橋變換器特有的一種控制方式，是指保持每個開關(guān)管的導(dǎo)通時間不變，同一橋臂的開關(guān)管的相位互差180°。然而對于全橋變換器來說，當(dāng)只有對角的開關(guān)管同時導(dǎo)通時主變壓器才輸出功率。所以可以通過調(diào)節(jié)對角的兩個開關(guān)管導(dǎo)通重疊角的寬度來進(jìn)行穩(wěn)壓控制，而在功率器件環(huán)流期間，它又利用變壓器的漏感以及功率半導(dǎo)體器件的結(jié)電容或者外加的附加電感電容的諧振來實現(xiàn)功率管的零電壓或者零電流換流?！ ?）有源PFC設(shè)計 有源功率因數(shù)校正技術(shù)的基本思想是在整流
5、電路與濾波電容之間加入DC／DC變換，通過適當(dāng)控制使輸入電流的波形自動跟隨輸入電壓的波形，使輸入阻抗呈純阻性，即通過控制開關(guān)元件，切換濾波電感和濾波電容充放電能量實現(xiàn)功率因數(shù)的提高。本設(shè)計中采用的是平均電流控制Boost功率因數(shù)校正電路，PFC控制芯片采用NCP1653。該P(yáng)FC控制芯片的主要工作原理是同時控制輸入電流與輸出電壓，而電流控制回路的命令是由整流后的線電壓所決定，所以可以使轉(zhuǎn)換器的輸入阻抗呈現(xiàn)電阻性。?? 具體系統(tǒng)原理圖如圖2所示?！ ?）全橋變換器設(shè)計 全橋變換器電路如圖3所示。該拓?fù)渲蠱OS管采用IRFB20N50，流過的最大電流為20A
6、，最大電壓為500V。? 3）驅(qū)動電路設(shè)計 驅(qū)動電路如圖4所示。PWM輸出與驅(qū)動芯片之間采用安華高公司生產(chǎn)的高速光藕HCPL一0710，它的速度可達(dá)到15M。驅(qū)動芯片采用國際整流器公司的IR2181，該芯片具有速度快，驅(qū)動電壓高等特點，特別適用于驅(qū)動MOSFET、IGBT等器件?！ ?）主變壓器的選擇 高頻變壓器是DC／DC變換器的核心元件，其作用有三點：能量轉(zhuǎn)換、電壓變換和輸入輸出之間的隔離。變壓器設(shè)計的好壞不僅影響變壓器本身的發(fā)熱和效率，同時也影響到開關(guān)電源的技術(shù)性能和可靠性。同時，許多其他主電路元件的參數(shù)設(shè)計都依賴于變壓器的參數(shù)。因此，在主電路拓
7、撲確定以后首先應(yīng)該進(jìn)行的是變壓器的設(shè)計。其設(shè)計步驟為：a、變壓器匝比的計算；b、變壓器磁芯的選擇；c、繞組匝數(shù)的計算；d、繞組導(dǎo)線規(guī)格的計算?！ 。?）匝比的計算 設(shè)定K為變壓器原副邊匝比，Udc（min）為輸入電壓的最小值，Dmax為副邊最大占空比，Uo為輸出直流電壓，UD為輸出整流二極管的通態(tài)壓降，ULf為輸出濾波電感Lf上的直流壓降?？紤]到移相控制方案存在副邊占空比丟失現(xiàn)象，選擇副邊最大占空比為0.85，Uin（min）為PFC輸出電壓的最小值380V，假設(shè)輸出整流二極管通態(tài)壓降為1.5V，輸出濾波電感上的直流壓降為0.5V，則可根據(jù)經(jīng)驗公式????
8、? 所以實際中取K=7 （2）磁芯的計算 在計
