可調(diào)壓的大功率電源目前在航空航天、運(yùn)輸和工業(yè)制造等領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，這種大功率電源的新產(chǎn)品研發(fā)也同樣是很多工程師日常工作的重點(diǎn)。本文將會(huì)在今明兩天的分享中，為各位工程師提供一種新型的大功率電源方案，希望對(duì)各位工程師的設(shè)計(jì)工作有所幫助。

在本方案中，這一大功率電源能夠?qū)崿F(xiàn)0-150V范圍內(nèi)的電壓連續(xù)可調(diào)，且工作穩(wěn)定性強(qiáng)，主電路結(jié)構(gòu)和控制電路簡(jiǎn)單，同時(shí)，這一電源系統(tǒng)還具有過流和短路保護(hù)，其開關(guān)頻率為20kHz。本方案所設(shè)計(jì)的這一可調(diào)壓大功率電源電路原理框圖如圖1所示。

圖1 可調(diào)壓大功率電源電路原理框圖

從上圖中可以看到，在這一大功率電源的電路系統(tǒng)中，來自電網(wǎng)的220V單相交流電首先將會(huì)經(jīng)晶閘管單相半控橋式整流、LC濾波，再經(jīng)DC/AC變換器、整流、LC濾波（這里簡(jiǎn)稱DC-DC變換器），之后便會(huì)獲得0～150V連續(xù)可調(diào)的直流穩(wěn)定輸出電壓Uo。此外，本機(jī)還由輔助電源，PWM控制器，放大、隔離驅(qū)動(dòng)電路，過流和短路保護(hù)等部分組成。

主電路設(shè)計(jì)

在了解了這一可調(diào)壓的大功率電源系統(tǒng)原理框圖后，接下來需要完成的是主電路的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在本方案中，為了有效提高大范圍可調(diào)輸出電壓穩(wěn)定度，同時(shí)降低主開關(guān)元件耐壓要求，減小整機(jī)體積和重量，本機(jī)采用晶閘管單相半控橋式整流濾波電路，為DC-DC開關(guān)電源變換器提供直流穩(wěn)定輸入電壓Ui。在本方案中，主電路系統(tǒng)中的變換器采用兩功率場(chǎng)效應(yīng)管、二極管箝位的單端正激式結(jié)構(gòu)，主開關(guān)元件為功率V2MOSFET模塊，其電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)情況如下圖圖2所示。

圖2 單端正激式DC-DC變換器電路原理圖

在實(shí)際的電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，這種變換器主要使用了兩只開關(guān)管，從而進(jìn)一步降低了功率V2MOSFET管的耐壓要求。在本方案中，這一大功率電源的主電路系統(tǒng)中只要一只集成脈寬調(diào)制（PWM）控制器進(jìn)行脈沖激勵(lì)，不需要分頻，控制電路相對(duì)比較簡(jiǎn)單，對(duì)高壓開關(guān)管，存儲(chǔ)時(shí)間的一致性要求不高，沒有共同通導(dǎo)問題，沒有電路不對(duì)稱引起高頻變壓器單向偏磁，也不存在合閘瞬間的變壓器飽和等問題，有利于提高長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定性和可靠性。

在這一大功率電源的主電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，本方案所選擇的高頻變壓器B采用無中心抽頭、初次級(jí)各一個(gè)繞組的結(jié)構(gòu)和E型鐵氧體磁芯。輸出整流器為有續(xù)流二極管的半波整流、LC濾波方式，目的在于降低管耗、減小發(fā)熱、提高效率。

以上就是本文針對(duì)一種可調(diào)壓的大功率電源的主電路系統(tǒng)，所進(jìn)行的分享，明天我們將會(huì)繼續(xù)就該電源設(shè)計(jì)方案中的控制電路設(shè)計(jì)情況做進(jìn)一步的分析和介紹，歡迎大家繼續(xù)關(guān)注。