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dc电源

时间:2023-05-29 18:01:44

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇dc电源,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

dc电源

第1篇

HBL 1K6系列模块式AC/dc开关电源采用了全桥拓扑,输出功率为1600W。该电源的封装为1U高、19个管脚,机架固定式底座,适合工厂、空中交通控制系统,电力系统、无线通信和其他应用。

该电源的额定输出电流为12~150Vdc,可以工作在230Vac或115Vac下,最大输入为250Vdc;还可以根据需求设定输入/输出。该模块是风扇制冷的,能在满载的情况下工作在0~50℃温度范围内。

符合能源之星标准的电源

Elpac FWA065 65W AC/DC外置电源适配器符合能源之星V级标准。该系列电源的效率为91%,功率密度为4.9W/in.3,输出功率为72W。

该模块的待机能耗小于0.5W,符合世界范围内各节能标准,其中包括了CEC和EISA。这个外置电源适合多种应用,包括计算机外设,通信和网络设备。其输入为85~264Vac,单个输出为9、12、15或24Vdc。其外形尺寸为5.02in.×2.2in.×1.37in.,使用对流制冷方式,无需内置风扇。该模块还具备过温、过电压和过流保护功能,在峰峰值下的最大噪声和纹渡均不超过1%。

支持USB、RS-485和CAN连接的电源适配器

三种适配器模块分属于iMP和iVS系列智能、数字控制式AC/DC开关电源,可以使USB、CAN、和RS485总线在主机和I2C总线间建立连接,且只有一个简单的指令级。该适配器能使电源用于汽车网络,工业网络、医疗设备和建筑自动化系统。

该模块通过RS-485总线的MODbus协议和CAN,总线的MODbus模块来同在板上的12C总线通信。当接口适配器连接至设备的5VSB口时由内部供电,同时,其还配有一个在板的插座以便于重编程。微控制器集成在外壳内,有相应的GUI控制软件配合模块使用。这个软件能使设计者调整电压,电流限制和阻止/使能个人电源配置。

具有5~48V输出的可变刀片式电源

GT-41076(最大6W)、GT-41052(最大15W)和GTM41060(最大25W)系列墙式可交互式刀片式电源提供了双加强隔离,能以0.1V的间隔调整5~48Vdc的电压。整个电源采用了抗冲击式无孔聚碳酸酯外壳,采用热导冷却方式。

该系列电源具有可调输出,过流、短路和过压保护功能;输入电压是90~264Vac;符合UL/CUL1950/60601.1和TUV EN60950/60601.1安全标准和EMI/RFI规范。整个电源的尺寸为64mm×40.5mm×29mm。

120W输出的DIN轨式电源

第2篇

特定应用拓扑DC/DC控制器的推出,MOSFET开关、VDS额定值和RDS(ON)的改进,以及PulserEngineering、Coilcraft、Tokin等公司提供的现售平面电源变压器和电感器,为设计师提供了不同的隔离式DC/DC转换器开发途径。人们常常需要自制隔离式DC/DC转换器,需要完全控制所用组件,以在产品的整个寿命周期内保证质量和设计完整性。其它原因还包括需要标准产品不提供的附加功能,或需要特殊的外形尺寸,以及降低成本。

隔离式正激转换器

高密度隔离式DC/DC转换器最流行的拓扑之一是正激转换器,这种转换器可以提供高达500W的功率,在有些情况下还能提供更高的功率。凌力尔特公司提供单开关和关正激式控制器,这些控制器用主端和副端电路实现同步MOSFET的控制、定时和驱动。这些控制器电路具有同步整流和多项(PolyPhase)交错功率级。不过,正激转换器现在也能提供同样的功能。LTC3706副端同步控制器及其伴随器件主端智能驱动器LTC3725可以用来开发具有降压型转换器性能的隔离式正激转换器。

1/8砖演示电路DC1031A-B在副端采用了LTC3706控制器,在主端采用了自启动LTC3725智能驱动器。输出电压开始上升时,副端控制器LTC3706通过T1、D1和Q2迅速加电。然后LTC3706通过信号变压器T2向主端驱动器LTC3725发送PWM栅极编码脉冲,以承担控制输出电压的任务。接着,LTC3725作为一个简单的驱动器工作,通过T,接收输入信号和偏置电源信号。图1还给出了这个3.3V输出电路的效率曲线。输出电压范围为0.6V-52V,视输出电压的不同,在固定工作频率时可以达到95%以上的效率,频率可在100kHz-500kHz范围内选择。

实现高密度隔离式DC/DC正激转换器的另一种方法是采用LTl952-1主端控制器和LTC3900副端同步检波器控制器。这个电路可以用或不用实现输出电压反馈的光耦合器,不用光耦合器的电路如图2所示,这个电路是个非常有用的总线转换器,就中间总线转换而言,可以接受±5%的总体输出电压调节。下游存在负载点(POL)稳压器,而且负载点稳压器通常有2:1的输入电压范围,因此,未经严格调节的总线转换器不会出现调节问题,允许通过去掉光耦合器和有关驱动器来简化电路,这样还可以提高总体效率。输出电压反馈来自T1变压器额外的初级绕组。这个电路的效率高达95%,图2所示为不同输出电压时的情况。用光耦合器闭合反馈环路的直接输出电压检测也可以纳入,而且可以获得好于±0.5%的总体调节。这个单开关正激转换器以高达500kHz的开关频率工作,在高达500W的功率级时,可以产生1.23V-52V的输出电压。

隔离式同步和非同步反激转换器

设计隔离式DC/DC转换器的一个最简单且公认的方法是采用反激拓扑。这种拓扑通常用于高达80W的功率级,仅需要一个磁性组件,即电源变压器,无需输出电感器,因此,简化了设计并降低了成本。

图3所示电路是DCll00A演示板,该电路将18V-72V的输入转换成隔离式3.3V/3A输出,效率为82%,占板面积为1.6英寸×0.55英寸。这个设计采用了LTC3803电流模式反激PWM控制器和LT4430光耦合器驱动器,这两个器件都采用纤巧的6引脚ThinSOT封装。LTC3803以固定的200kHz或300kHz频率工作,具有非常低的启动电流,仅为40μA。低启动电流的好处是,能够用阻值高的输入电阻和电容值低的电容器实现电源快速启动,而且电路尺寸较

小,功耗较低。一旦该器件进入工作状态,就可以通过肖特基二极管和串联电阻,用一个单独的初级变压器绕组供电,以进一步提高效率。就非隔离式设计而言,输出电压通过相同的二极管和电阻电路,可以用来为LTC3803供电。

LTC3803的过流保护门限电压固定为10mV,这允许该器件使用低值、低功率电流检测电阻(就10W输出和48V输入电压设计而言,典型值为68mΩ、1/4W),从而进一步降低了功耗。LTC3803可以调节低至0.8V的输出电压,具有内部软启动功能,可降低浪涌电流,降低输出电压过冲。恒定频率工作,一直保持至轻负载,从而在宽负载电流范围内产生较少的低频噪声。基于LTC3803的电源具有可调斜率补偿,以最低的输出电容实现快速瞬态响应。

LT4430是光耦合器驱动器,在士0.75%容限时具有精确的0.6V电压基准,还含有高带宽(9MHz)误差放大器。这个器件将这3种功能组合到一个封装中,简化了设计。LT4430具有3V-20V的宽输入电源电压范围,光耦合器驱动器提供高达10mA的电流,并具有短路保护能力。

反激控制器LTC3805与LTC3803相比,具有更多功能,如工作频率可编程、.同步至外部时钟、可调软启动和可编程接通电压。用户在标称输入电压为48V的应用中使用这个器件时,也许想对器件编程,以在较高的电压而不是9V(在欠压闭锁时通常是这样)上接通。编程是通过RUN引脚上的分压器实现的。LTC3805也是电流模式PWM控制器,启动时仅需要40gA电流。

对较高效率(高达90%)的隔离式反激转换器的需求日益增加。传统上,在隔离式反激电源中同时实现简单性和高效率一直很难。实现高效率常常需要使用先进的副端同步整流电路,这种电路一度只用于较高功率的应用。这会增加器件数以及同步驱动器、基准电压和通常用来保持隔离的光耦合电路的设计复杂性。LT3825和

LT3837通过提供精确的同步整流定时、去除反馈环路中的光耦合器并保持卓越的调节和环路响应,简化了低输出电压、中功率反激电源并提高了这类电源的性能。图4是原理图,以高达90%的效率将48V的标称输入转换成3.3V/12A输出。这个解决方案还适用于9V-36V的输入电压范围。

第3篇

关键词:DC-DC;同步整流;BUCK结构;续流;均流技术

1 系统方案整体结构

该系统方案主要由两个BUCK变换器构成的DC-DC降压式电路、主控电路、采样电路、驱动电路以及PWM模块组成。主控芯片通过采样得到的电压电流参数来控制输出PWM波的占空比,进而控制开关管的开关频率,闭环控制电流电压,使其稳定输出。提高了供电的效率和稳定性。系统方案框图如图1所示。

2 各模块的设计与实现

2.1 DC-DC模块

系统方案的DC-DC模块采用是两个相同的BUCK拓扑结构,并且使电感始终工作在电流连续状态,否则闭环稳压时易振荡。另外,为了降低电路损耗,本系统方案选用导通电阻较低的开关管IRF3205(额定电流110A,耐压达55V,导通电阻小于8毫欧)。

对于BUCK电路滤波电感L1的计算如下:

为使输出电流连续且稳定,本设计选择L1=800uh。为了避免电感饱和,且更好地实现电感的储能功能,本设计选用外径为4.8cm的铁粉磁环绕制电感。由于电流可高达2-3A,为了降低电感线圈的发热损耗,选用2股直径为0.64mm的漆包线绕制。

2.2 MOS管驱动电路设计

如图3所示,MOS管驱动电路选用具有波形互补的可编程芯片IR2104,PWM波从2脚输入,HO和LO输出两路反相的PWM分 别控制两个MOS管的开断。

D5和C1/C2为自举二极管和自举电容,两者串联起到电流配合的作用实现电压自举,抬高VS的电位,使输出的PWM更稳定,同时二极管起到防止电流倒灌的作用。

2.3 电流采样电路

如图4所示,该部分选择高边电流采样的方案,高边电流采样要求放大器必须具备大动态输入范围以及高共模抑制比,所以采用TI公司专用高边电流采样芯片INA282;采样电阻选择耐高温,温度系数小,精度可控的康铜丝电阻。

INA282的增益为50,采样电阻阻值为RS,反馈电压为:

VIFB=50×RS×I0

考虑到单片机ADC的采样范围为0~2.5V,对应0~2.5A,根据公式可知RS=10毫欧。

2.4 过流保护电路

过流保护是由电流采样电阻、运算放大电路及保护电路组成。主要是通过运算放大电路采取采样电阻两端的电压,从而可以间接知道电阻两端的电流,利用LM358比较器,设定电路的阈值当电路中的电流值超过了指定的阈值时,此时整个电路的供电就断开了,从而起到了保护作用。

3 均流技术-PID算法

采样DC/DC模块1的输出电流I1,反馈控制DC/DC模块1的开关PWM波,使DC/DC模块1输出电流I1维持一固定值;采样负载两端电压V0,反馈控制DC/DC模块2的开关PWM波,是负载两端电压为定值V0。在负载电阻一定时,由于负载电压稳定,输出总电流I一定,又因DC/DC模块1的输出电流I1稳定,故可以确定DC/DC模块2的输出电流I2。从而可以实现均流的目的。

4 结束语

文章提出了一种DC-DC开关电源模块并联供电系统的技术方案,该设计方案采用多模块并联操作可以很好的解决市场上单一集中式电源;从实际的测试数据中,电路的供电效率达到了97.21%;电流的分配效果非常精准,可以很好的利用在开关电源的行业,电路结构简单,利用率高,具有很好的推广前景。

参考文献

[1]张天芳.开关电源的并联运行及其数字均流技术[J].淮海工学院学报,2006,15(1):29-32.

[2]吴志明,孙道宗,黄孝远,等.程控开关电源并联供电系统的设计与实验[J].电子设计工程,2013,21(7):108-111.

[3]阎石.数字电子技术基础[M].高等教育出版社,2006.

第4篇

【关键词】PMW 整流电路;调频式;谐振;高压;试验;电源控制;策略

Frequency Tuned Resonant Test Power Supply,FTRTPS,调频式谐振试验电源的耐压特定较好且试验范围较大,运行的效率较高。试验的装置重量、自身的体积都相对较小,试验样品所呈现出来的电压波形较好,当试样被击穿后能实现自动脱谐保护等特征。通过大功率开关器件所构成的电路实现了对传统模拟信号源以及功率放大电路进行了替代,从而直接产生了大功率的标准正弦波。

一、新型调频式谐振电源系统概述

新型新型调频式谐振电源系统的结构如下图所示。其主要由三相PWM整流电路、H桥逆变电路、滤波器输出、DSP控制器、检测单元、及人机接口部分构成,RL是试验过程中回路谐振电感等效内阻,而T为中间励磁升压变压器;C是试验回路等效电容,等效电容包括被测试样品电容和试验回路谐振电容。整个谐振试验电源输出的电压调节是通过三相PWM整流电路输出一侧的电容电压大小的控制实现的,当试验回路等效电容稳定在设定值时,系统则开始调节频率,频率的调节是通过逆变电路开关的控制实现的。最终将输出滤波器滤除系统输出信号中的毛刺由此得出了所需要的正弦波形。

系统中的检测装置结构为温度传感器以及电流型、电压型霍尔传感器,为了有效提高检测装置的抗干扰的能力,相应的信号通过光纤传递到DSP控制器MAXl25采集单元,而整个系统通过4×4键盘设置了实验参数,包括光标的移动、取消和确定等功能。尺寸为10.4英寸、分辨率为640x480的液晶通过并行的I/O接口实现了与DSP控制器连接作为人机操作终端进行显示。

公式中的Q为谐振电路品质因数,通过上述公式可了解到,被测试的样品两端得出被放大Q倍的电压,甚至可达到几十至上百万伏,由此通过放大电压对被测试样品进行交流耐压或者局部放电的试验。

二、设计电压调节自适应PI控制器

PWM整流器在一定程度上要建立简化以及精确的数学模型存在一定的障碍,而传统的电压调节自适应控制器无法得到满意度设计效果。由此本试验中选择自适应PI控制模式。

U*dc、Udc是直流侧电容C3所定出的参考以及实时电压;idis是所引入的电流扰动量;而i*a、i*b以及i*c分别为整流器网侧的三相电流的参考信号,其是由外环和内环所构成的。直流侧电容C3所给出的参考电压U*dc与实际电压Udc比较并通过自适应PI电压调节器在调节完成上之后实现了与电流扰动量idis的减数所形成的直流电流量I*s。为了保证网侧功率因素为1,也就是为了保证电压与电流具有同等相位,通过锁相电路PLL所得出标准的三相交流电源电压的相位与直流电流量相乘所得出整流器网侧三相电流的参考信号。

若是实现同步旋转的坐标系d轴与电网电压a相一致,也就是实现了电压的定向,那么i*a、i*b在通过变换之后可得知i*q的值为零。也就是控制整流器网侧三相的实际电流在经过变换之后的iq为零。由此实现了网侧功率因素为1的要求和标准。此时,对直流侧的电容C3的实时电压的调节主要与d-q变化d轴电流id相关。电压自适应PI的控制算法如下所示:

电流自适应PI控制的控制过程与电压自适应器的PI控制模式相似,是通过两个电流控制器的输出在经过d―q反变换过后与三角载波通过调制而得出的开关控制信号。

三、设计自动调频控制器

1、比例积分锁相的自动调频控制

相应比例积分锁相自动调频的框架图如下所示。在整个逆变电路当中,其死区是通过硬件电路来完成和实现的。相应系统的自动调频的范围将达到30-300 Hz。下图所示中的谐振电容C的两端电压滤波器输出电压U0是通过霍尔电压互感器测量之后通过抗干扰能力较强的光纤无失真传递到DSP控制器的MAXl25采集单元,并且通过零转换电路将其转换为方波信号。在经过XOR异或逻辑门的比较之后,将得出Uc、U0相位差,Rf以及Cf低通滤波器在对交流纹波滤除之后,将相位差变为无纹波平均化的电流电压信号Xf。PI控制与Rf以及Cf类似,能对噪声以及高频分量存在抑制作用,同时还对相位校正的速度以及精度进行了有效控制,能对动态以及静态的性能起到了决定作用。PI控制器的输出信号通过压控振荡器得出所期望得到的振荡频率信号,在通过三角载波调制之后,通过光电隔离以及放大后实现对1GBT的驱动。

2、控制模型

上述公式中的τf即为RfCf,表示的是滤波器的时间常数。

公式中的W0为,L、C均为谐振电杆定容,而RL则为谐振电感内阻。通过一系列的公式推导可得出控制的计算模型。

四、结语

研究了大功率开关器件IGBT实现对试验所产生的正弦波进行了分析,相应的体系结构较为简单、元器件的数目较少且便于维护,电压调节是通过三相PWM整流电路实现的。电压调节根据自适应PI电流内环、电压外环双环闭环控制方式,使用比例积分锁相自动调频实现了频率的调节,同时根据相应的谐振电路特点分析以及推导了控制模型。实践表明所提出的电压以及频率调节的方法具有较好的动态以及静态的性能和跟踪的效果,同时也具有较强的抗干扰能力。

参考文献:

[1] 高恭娴,杨伟,洪峰. 基于CPLD的单相逆变控制器[J]. 华中科技大学学报(自然科学版). 2010(09) .

[2] 孙驰,鲁军勇,马伟明. 一种新的三相四桥臂逆变器控制方法[J]. 电工技术学报. 2007(02) .

[3] 康健,张培铭. 基于动态相量法的电压闪变传播系数计算[J]. 电力自动化设备. 2010(02)) .

[4] 白向东. IR2132驱动器及其在三相逆变器中的应用[J]. 现代电子技术. 2010(13) .

第5篇

1现代便携式设备电源原理

1.1便携式电源原理粗电指电能质量较差一次交流电,实际应用多数需将其转换为精电即直流电。根据输出,电源可分为4类:整流AC-DC、逆变DC-AC、变频AC-AC和直流变换DC-DC。电源组成原理不同可分为LDO线性直流稳压电源和开关电源,开关电源分为隔离型开关电源和非隔离型开关电源[1]。LDO线性直流稳压电源,纹波小、功耗高、效率低30%~40%,不适合高效便携式电子设备;隔离式开关采用变压器调节输出电压,安全、高效,效率能达到80%,但技术难度大,成本高,体积大,用于较大电子设备;现代便携式电子设备一般采用锂电池供电,电源电路采用DC-DC直流变换,将电池输出直流电压转换成系统需要的各种直流电压,转换效率高、静态电流小,是现代便携式电子设备常用的电源转换电路[2,3]。DC-DC变换是将固定的直流电压变换成系统所需的直流电压输出,经直流斩波,将输入电压斩成脉冲方波,由储能元件实现升压或降压,整流、滤波后输出高效率、高精度、高稳定度二次直流电压[4]。DC-DC变换电路控制方式分为硬开关技术和软开关技术,硬开关包括PWM脉冲宽度调制和PFM脉冲频率调制,PWM调制方式不改变开关周期,改变开关占空比控制输出电压幅度;PFM调制方式是占空比不变,调制信号频率随输入信号幅值变化;软开关谐振变流器是利用LC串并联谐振网络实现开关零电压导通ZVS和零电流关断ZCS,实现开关开通和关断功耗为零,减小变换器开关损耗。DC-DC直流变换器电路形式主要有:Buck降压斩波器,Boost升压斩波器,Buck-Boost降压或升压斩波器等,根据便携式设备要求选择不同的电路形式[5]。1.2便携式电源节能技术现代便携式设备电源技术成熟,便携式设备连续工作时间、待机时间、使用寿命成为各大厂商竞争焦点,增加便携式设备连续工作时间和待机时间最直接的方法增加锂电池容量,提高电源转换效率,降低系统功耗。根据摩尔定律,集成电路内部器件集成度每18个月翻一翻,CPU数据吞吐量增大处理速度提高,系统功耗不断增加,锂电池发展速度远跟不上集成电路发展速度,电池发展相对滞后已经成为制约便携式电子设备发展的一个瓶颈[6]。提高便携式设备电源转换效率主要方法有提高电源整流器件效率,降低电源内部静态电流。传统PWM控制DC-DC变流器,系统平均功耗Pav=CO×V2DD×f,CO负载等效电容,VDD电源电压,f开关频率,看出DC-DC变换器功耗与开关频率成正比,与电源电压平方成正比,降低变换器开关工作频率能有效降低开关动作次数降低功耗,代价是降低CPU数据处理速度,电源装置中无源器件体积增大静态功耗增大,;当前处理器主频不断提高数据处理速度不断加快,降低系统功耗只有降低电源电压[7]。DC-DC直流变换器主要损耗为整流二极管和续流二极管,即使采用快恢复二极管FRD、超快恢复二极管SRD和肖特基二极管SBD,在二极管上产生较大压降,降低电源效率,传统二极体整流电路已无法满足现代便携式电子设备,当前便携式设备电源基本采用同步整流技术,用通态电阻极低功率MOSFET,代替整流二极管,降低整流二极管导通压降,同步整流技术要求栅极电压与被整流电压相位保持同步,有效降低整流损耗,提高电源效率[8,9]。便携式设备电源智能管理技术,指按时间顺序对设备电压和电流智能化管理,根据用户使用情况不同实时控制模块输出电压,有效分配电源功率,降低电源模块静态电流,降低空闲设备能耗,最大限度减小损耗提高系统效率。硬件管理指硬件电路选择静态电流小的COMS器件,降低静态功耗;软件管理指使用便携式电源管理器对电源动态管理,降低空闲设备功耗。现代智能手机功能十分完善,使用不同功能供电不同,例如接打电话、发短信、听音乐、无线上网、看电影,需要不同供电,采用电源智能管理技术能有效降低系统功耗,提高便携式设备电源效率[10-11]。便携式设备电源采用系统整流模块休眠技术提高电源效率,整流模块休眠技术根据输出电流大小实时动态控制电源系统各套整流模块,及时关闭不需要的整流模块,降低系统负载损耗和空载损耗同时保证输出,整流模块休眠技术根据实际需要,采用软件设置休眠时间和休眠次序。整流模块休眠技术要求电源系统至少要有两套以上整流模块,提高电源效率同时也增加了硬件开销,提高便携式设备的实际成本[12]。

2现代便携式设备电源应用

2.1MC34063原理MC34063输入电压范围宽,静态电流低,输出驱动电流大,振荡频率高是一款典型的双极性现代便携式设备DC-DC电源控制器,输入电压3.0~40V,输出电压1.25~40V,最大输出电流1.5A,开关管集电极与发射极最大电压40V,开关振荡频率100Hz~100kHz,可实现电源升压、降压、反向等变换,效率高达80%以上[13],MC34063内部模块原理及引脚功能如图1所示。MC34063内部包含1.25V带隙参考电源、电压比较器、振荡器、逻辑控制器和开关管。MC34063DC-DC变换器第5脚输入电压与1.25V带隙参考电压比较,比较后结果输入逻辑控制器与振荡器输出振荡方波相与,相与后逻辑电平输入RS触发器控制开关管T1和T2;振荡器内部包含恒流源,第3脚外接定时电容调整振荡频率,外接电容充电,振荡器与比较器同时输出高电平,RS触发器置1开关管导通。电流IS检测端实时检测7脚电阻RSC电压,电流检测端电压超过300mV,振荡器外接电容CT快速充放电,控制开关管占空比,稳定输出电压,MC34063应用电气参数如表1所示,应用条件不同电气参数适当调整[14]。2.2降压电路及参数计算用MC34063DC-DC变换器设计一个输入电压+5V输出电压+3.3V纹波小于10mV降压直流电源,输出电流IO(max)=500mA原理如图2,降压电路电流流经检测电阻R1、开关管T1与T2、电感L1、电容C1、续流二极管D1、负载RL,通过比较器反向输入端第5脚外接电阻R2与R3监视输出电压Vout=1.25×(1+R2R3)。DC-DC变换器处于TON状态,RS触发器S端输入高电平,开关管T1与T2导通,电流经开关管集电极到发射极,第2脚外接储能元件电感L1充磁电容C1充电,电感L1达到最大峰值电流IPK停止充磁,续流二极管D1反向截止;DC-DC变换器处于TOFF状态,RS触发器S端输入低电平,开关管T1与T2截止,第2脚外接储能元件电感L1和电容C1放电为负载提供电流,续流二极管D1导通,由于电感电流不能突变,输出电流方向不变,只要开关频率与储能元件充放速度足够快负载可以得到连续的直流电压,实现降压[15]。根据运放“虚短”和“虚段”,集成电路内部比较器第5脚输入电流为零,取R3=1.2kΩ,输出电压Vout=1.25×(1+R2R3),得R2=2kΩ,通过输出回路电阻R2与R3电流I=VOUTR2+R3=1mA,电阻R2功率P=U2×I=2mW,电阻R2与R3选择0.125W;续流二极管D1选择肖特基二极管1N5819,最大反向浪涌电压VRRM=40V,最大正向浪涌电流IFSM=25A,二极管均方根电压VRMS=28V,平均整流电流I(AV)=1A,正向压降VF=0.6V。设MC34063开关振荡频率f=20kHz,周期T=50μs,由参数手册得TONTOFF=VOUT+VFVIN(MAX)-VSAT-VOUT=3.3+0.65-1-3.3=3.90.7,TON≈40μs,TOFF=7μs,振荡电容CT=4×10-5×TON=4×10-5×40×10-6=1600pF,开关管电流IPK=2IOUT=1A,第7脚电流检测引脚限流电阻RSC=VIPKIPK=300mV1A=0.3Ω功率0.25W,电感L1为VIN(MAX)-VSATIPK×TON=5-0.61×50uS=220uH,输出电容CO实际应用选择100μF耐压10V电解电容[16]。2.3升压电路及参数计算用MC34063DC-DC变换器设计一个输入电压+3.3V输出电压+5V纹波小于10mV升压电源,输出电流IO(max)=500mA原理如图3,升压电路电流流经检 测电阻R5、开关管T1与T2、电感L2,续流二极管D2,负载RL,比较器反向输入端监视输出电压,Vout=1.25×(1+R5R6),R6取1.2kΩ,R5为3.6kΩ,功率0.25W。当DC-DC变换器管T1与T2处于TON状态,DC-DC变换器形成2个回路,即电感回路和电容回路。回路1:由电容C6、负载RL构成,电容C6放电,保持电源输出电压和电流幅度稳定、方向不变,续流二极管反向截止,由电容提供能量;回路2:由电感L2、开关管T1与T2构成,电感L2将电源电能转变为磁能存储,充电电流由0到IPK;当开关管T1与T2处于TOFF电感中磁能转换为电能输出提升输出电压,实现升压[17]。

3性能参数测试

MC34063DC-DC变换器电路测试仪器有优利德(UNI-T)四位半数字万用表UT56,泰克(Tektronix)100MHz数字存储示波器TDS2014C,负载电阻采用10Ω额定功率5W水泥电阻,经实际测试电源性能参数如表2所示。由MC34063DC-DC构成的便携式设备电源变换器输出稳定可靠,纹波小,线性调整率和负载调整率优良,效率高,自适应性强,完全能满足便携式设备实际使用要求。

4结束语

MC34063DC-DC变换器电源控制电路,体积小,成本低,效率高,静态电流小,待机功耗低,有效提高了现代便携式设备电源电池待机时间、工作时间和使用寿命,是现代便携式设备理想电源变换器,可广泛用于实际生活。

第6篇

【关键词】 电力专用通信DC/DC 馈线短路 操作电源直流母线

一、引言

1.1电力专用通信由来

近年来,电力系统专业化管理发展得越来越快,通信电源单独配置蓄电池组,是否改为充电设备技术模式,采用电力专用DC/DC直接挂于操作电源取得通信电源模式,这些电源模式使得它越来越成为技术讨论的重点和焦点。

采用隐居考察的110KV变电站这种运行模式已经成功运行了十年之久,而实际上直接挂于操作电源采用的电力专用DC/DC而取得通信电源并非新生事物,操作电通信电源的电源通信的纹波系数、精度稳压、电池组的源蓄选择容量等问题均有较好的解决,当今的主要问题是在:怎样来保证在DC/DC短路安全保护的情况下,当DC/DC专用模块电力通信一条馈线支路发生短路故障时,同样不会影响通信电源的正常供电和系统的正常运行,同时,馈线故障支路开关能切除故障可靠跳闸。

1.2提出的问题

图1通信传统电源连接方式馈线短路示意图,图2 DC/DC直流挂于母线的馈线短路示意图。

问题的理论依据:当短路问题发生在馈线上时,就会存在线开关的短路跳闸时间和DC/DC保护短路时间与反馈匹配等问题,如果短路保护DC/DC先于跳闸动作馈线开关短路,DC/DC则挂于直流母线的直接方式,因此DC/DC短路保护不会再有电流的输出,就会导致短路故障馈线支路不能被切除,从而使一个馈线支路的短路故障影响整个母线的供电系统,使馈线开关不能短路跳闸,DC/DC长期保持短路保护的状态。相反在传统的通信电源接线的方式中,同样是存在短路的保护问题, AC/DC与DC/DC一样,他们的不同是,是由蓄电池提供短路电流进行系统运作,当AC/DC进行短路保护时,使馈线开关进行短路保护动作,由于蓄电池组是直接挂在通信电源的输出母线上,所以是不存在时间配合的问题。(图2)

二、解决问题的理论分析

2.1解决问题的难点

解决问题的难点主要在于DC/DC为保护功率的器件,而馈线开关脱扣的曲线是一定的,短路保护保护时间不能延长,一般是采用硬件保护的方式来进行保护工作。而目前DC/DC保护短路采用的硬件比较的方式,保护时间非常短,这也是解决问题的主要难点和重点。

2.2解决方法的理论分析

在馈线支路短路引起DC/DC模块短路保护时,应该及时提供电流故障保证开关微断可靠跳闸,应替代传统设计中的蓄电池组找到其他简便可行的办法,从而便于达到去除故障的目的。有下面这些方法可以进行分析:

1、利用操作直流电源抽头提供故障电流:这个方法涉及如何远离的问题,直流操作电源与48V通信电源是分属不同的接地系统,另外还要充分考虑直流电源抽头从操作来故障电流提供是否会影响到直流电源操作的运行,难于把握,这个方法无法实施。

2、修改DC/DC版块的计划:这个方法涉及开关各种馈线匹配问题和固定设计如何设计问题,同时过长的短路保护时间可能会对功率的器件造成较大危险。此方法不可行。

3、提供故障电流利用储存的电荷放电,并联适当电解电容:这个方法所涉及的电解电容只需>63V即可,不需太高的耐压;同时易安装实现,电解电容成本低。需要验证馈线开关短路能否可靠脱扣,并且利用适当电解电容,微断开关脱扣过程电压电流波形是否满足要求,DC/DC模块上电时是否有冲击的现象,及如何正确选取合适的电容电解容量。

三、关于通信用馈线短路DC/DC的试验,具体试验情况如下

3.1试验目的

电力验证通信专用DC/DC,并了解其过程的作用,短路馈线支路故障存在脱扣开关短路问题;验证并联适当在48V通信母线上的电解电容,正确解决问题的可行性。

3.2试验步骤

实验一、需要选用的模块有输出端短路和艾默生HD4825-3QF3。验证DC/DC电源通信馈线短路时是否存在开关脱扣时间配合问题和模块短路保护的问题。

结果试验表明:并非馈线开关在所有情况下都不能脱扣,但是确实存在通信电力DC/DC开关不能馈线短路支路可靠脱扣的问题。

实验二、模块保护通信过程中电源馈线短路过程及开关脱扣的原因:CH1示波器监测DC/DC模块功率器件MOS及电压波形驱动回路,使用分别检测了CH2母线电压/电流馈线短路波形。

实验如下所述:

C6A的馈线开关

上面的波形是管驱动MOS电压波形

下面的波形是DC/DC输出短路馈线电压波形

C6A馈线开关

上面波形是管驱动MOS的电压波形

下面波形是输出短路馈线短路DC/DC的电流波形

综上所述可以看出:在馈线支路发生MOS功率管短路金属性时,可以较快的进入到保护的状态。根据数据实验可以得出,进入保护状态MOS功率管时间小于1Ms。以此来说,支持故障电流有时馈线开关脱扣的,并非由功率管DC/DC导通后来进行提供。经验证故障电流为DC/DC并联的输出端提供了电解电容馈线开关脱扣。

综上结果所述:母线只要在足够容量上并联电容电解就能保证:在发生金属性短路的馈线支路上,DC/DC保护短路后,电解电容由并联的提供足够的电流故障就能保证馈线开关可靠脱扣。

实验三、证明在输出母线DC/DC上并联电解电容是否足够能保证可靠开关脱扣。

3.2.1选择电解电容的方法

确定最大故障电流的馈线短路,实验表明,在进行实际操作的时候,最大馈线短路电流故障在于能否阻抗参数及金属性馈线短路时回路短路。使用测阻精密抗仪器方便地测得,可以对各馈线支路通过馈线开关合闸的情况,在出端金属性短路馈线开关输的时候。从而计算出最大的出馈线路短路故障。根据电源通信标准,确定电压母线最大允许压降值,母线可算出最大电压允许压降值。

计算电解电容最大放电量,根据计算出的最大时间进行馈线短路选择维持开关脱扣,故障最大电流对照开关脱扣曲线Idmax,选择为1.2,并且来乘以可靠的系数,则电解电容最大放电量为Q=Idmax*Ttz,得到电解电容最大放电时间Ttz,。根据上述实验结果:对于DC/DC通信馈线回路,只要开关电流额定小于20A,就可以保证金属性馈线支路短路下可靠脱扣馈线开关,在并联母线上大于0.141F,63V电容电解,并且要保证在通信电源要求范围内下降电压范围。

实验四、DC/DC验证是否能无冲击下开机,在输出母线DC/DC上足够并联电容电解下,由于电流最大开机不会大于电流的额定功率,开机时DC/DC均有限流开机功能。根据上述实验结果:无冲击开机DC/DC能在DC/DC输出母线上足够并联电容电解下进行。

四、结束语

应加以重视技术研究层面,短路脱扣馈线开关匹配时间但DC/DC挂于直流母线存在的属于小机率问题发生问题,积极研究解决这个问题的办法。在研究这些解决方法的同时,是简单易行在48V母线上并接足够容量的电解电容器的办法。

参 考 文 献

[1]中华人民共和国电力行业标准DL/T5044-2004电力工程直流系统设计技术规程

第7篇

关键词:静调电源柜;电气连锁;保护回路;列车检修

引言

地铁停车场DC 1500V静调电源柜,主要用于提供列车检修供电电源以满足检修需要。若静调电源柜出现故障,将会对列车检修作业产生影响,极有可能造成在检修列车设备故障,甚至会威胁检修人员生命安全。

为确保检修人员与设备安全,在静调电源柜与列车二次控制回路之间设计有电气连锁回路,起安全保护作用,该电气保护回路是通过静调柜柜内电源模块输出的DC110V电路和列车上的一个继电器互锁来实现的。

2014年发生了一起由于DC1500V静调电源柜与列车电气联锁安全保护回路设计缺陷引起直流开关瞬时过流保护动作事件,造成列车检修区瞬时失电,影响列车正常检修维护。因此,对静调电源柜与列车电气联锁安全保护回路设计缺陷进行分析研究显得十分必要。

1 故障案例分析

2014年8月27日,某地铁停车场211开关瞬时过流保护动作,5s后重合闸成功,XFGD1区瞬时失电。查看211开关故障信息及故障录波情况,其故障电流最大值达到15250A,超过瞬时过电流保护定值6000A,因此可以判断为开关保护正确动作。随后对由停车场211开关供电的XFGD1区进行排查,发现区内19B-2号静调电源柜内有大量放电、烧伤痕迹。

经过研究分析,认为引起本次设备故障的原因为:为保护人员及设备安全在静调电源柜与列车二次控制回路之间设有的电气连锁回路存在设计缺陷,在静调柜插头与列车做好连接进行正常使用的过程中,会导致钢轨(DC1500V负极回流通道)与柜内电源模块负极短接,若同一供电区存在列车取流,钢轨作为DC1500V负极回流通道,必有大电流流过,静调柜与列车插接的铜导线电阻远小于钢轨电阻,大电流选择从小电阻通道由一次强电回路流入二次弱电控制回路,造成电源模块绝缘击穿放电拉弧,拉弧时柜内空气绝缘被电离,柜内空气绝缘瞬间下降,引起柜内DC1500V母线对电源模块及柜体产生放电,拉弧,导致停车场211开关瞬时过流保护动作。

2 技术分析

2.1 电气联锁保护回路原理

静调电源柜的作用是给检修列车提供DC1500V电源,静调柜的插头上有两路电源,DC1500V主回路电源和DC110V辅助回路电源,在使用过程中,需要人工将静调柜的插头与列车上的插座进行连接。为了保护检修人员及设备安全,在静调柜与列车之间设计有电气联锁安全保护回路,在静调柜插头没有连接到列车插座上时,静调电源柜无法合闸,防止在插头没有连接时送电造成检修人员人身伤害。在静调柜插头与列车插座连接牢固可靠时,电气联锁回路继电器K6得电,继电器触点正常闭合,静调柜才能控制合闸给列车进行供电(图1)。

在插头与列车插座连接牢固的情况下,K6继电器得电动作的条件是列车继电器KASPS得电,其辅助触点闭合。而KASPS触点闭合条件是列车KASPS继电器线圈得电,此时开关电源P2经过SPS BOX输出DC110+至列车KASPS线圈A端,但KASPS继电器线圈的B端连接在了一次回路回流钢轨,导致K6中间继电器线圈回路存在断点,触点不能动作闭合。

在新线调试期间,因需要紧急送电供列车调试使用,静调电源柜厂家技术人员擅自决定将X1:13与回流轨短接,接通KASPS继电器线圈所在的DC110V回路,使其辅助触点动作闭合,从而接通K6继电器线圈回路,完成静调电源柜合闸功能。同时,也为后来静调电源柜内电源模块的烧损提供了可能。

2.2 存在的隐患分析

从电气联锁保护回路原理可以看出,最大的隐患点出现在厂家技术人员擅自将X1:13与回流轨短接,为一次强电回流流入二次控制单元提供了通道。二次控制单元元器件、线缆的绝缘强度,载流能力,容量远小于一次回路,也就是说,只要出现大电流流入的情况,就会出现二次元件或电缆的烧损、放电,并极有可能造成绝缘击穿,导致静调柜柜内一次回路对二次元件或柜体放电,造成设备元器件烧毁。

3 技术改造方案

经分析研究得出有以下几种解决方案:(1)将静调柜电源模块至插头的DC110V辅助回路去掉,直接短接X1:13和X1:14两点,可让静调电源柜正常合闸送电。该方案相当于取消了电气联锁安全保护回路,在插头没有插入列车或未与列车可靠连接的情况下,静调电源柜均能正常合闸,使得插头带电,有可能危及现场检修人员人身与设备安全,故不采纳。(2)更改列车内部接线,使得KASPS线圈A端从静调电源柜的电源模块取DC110V+,且B端不和回流轨连接,而是通过导线连接至电源模块回流。(3)更改列车内部接线,使得KASPS线圈的DC110V+不从静调电源柜电源模块上取电,而是接入列车本身提供的DC110V电源回路。方案(2)、(3)涉及到列车内部接线改造问题,供电技术人员将相关情况向列车负责人员进行了说明沟通,考虑到现场存在的较大设备隐患,在列车内部接线暂时无法改造的前提下,供电技术人员研究讨论形成了第四种解决方案:

对静调电源柜P2开关电源负极至与列车连接端子X1:12之间的接线进行技术改造,将原有线径2.5mm2普通导线更换为线径为16mm2高绝缘强度的一次线缆,并在该段线缆靠近电源模块负极侧加装空气开关,靠近馈出线端子侧加装熔断器,如图2。

在列车检修人员不使用静调电源柜时将加装的空气断路器打下,断开静调柜电源模块负极与钢轨之间的连接,加装的熔断器也可保证在有大电流流入静调电源柜电源模块时快速熔断,起到保护静调电源柜的作用。这种技术方案的意义在于列车内部接线无法改变的前提下,能够保证列车检修人员及设备安全,能够保证正常列车检修及功能调试,能够确保静调电源柜的正常运行。

4 结束语

对静调电源柜电气联锁安全保护回路进行技术改造后,测试各项功能正常,经长期在线运行监测,确定该技术改造方法有效可行,改造完成后至今未发生过故障。

第8篇

【关键词】电容储能;自动化终端设备;电源开关设计

一、电容储能自动化终端设备的开关电源设计

智能化终端设备的主要部件构成有:电力系统的监测、监控设备及自动化系统设备。其中,开关电源是关键部件之一,开关电源的输入主要来自于电压互感器二次侧及配电变压器二次侧。要解决户外智能自动化设备的工作安全稳定问题就必须采取能够电容器等相对于蓄电池来说,管理更加便捷的储能技术。电容器作为自动化终端设备的储能电源更方便于管理、并且充电迅速、使用的寿命较长、重量较轻并且体积比较小非常适合在户外或者环境较为恶劣的工作环境中使用,具有比较大的发展前景。在实际的应用方面,对于我国电力储能设备来说,要在失去电源时维持绝大多数的户外智能自动化终端设备的短暂运行,只需要在刚停电时上报该项工作的工作时间对于环网柜的监控终端来说,也只要在失去电源供电时上报出工作的故障及开关的状态,同样要将故障线路上游的相邻开关进行分断。这些所有的功能基本上在一分钟之内都可以完成。在出现故障时或者突然失去了电源供应时,智能型自动化终端设备的电源必须要在维持本设备的正常工作及通信部件需要的能量的基础上,提供峰值功率一般不大于5W,平均功率要小于2.5W的供电电源。从这一点来看,超级电容器、大容量的电解电容器是非常适合作为储能电源来提供户外智能自动化终端设备。因此,电容储能已经能够成功地运用在电力系统中。

二、设计原理

电容储能的开关电源主要通过整流电路、切换电路、变换器以及工作用的储能电容器及操作用的储能电容器等组成。主要的电力构造如下图所示。对TTU等不需要进行电容储能开关控制的情况只需要虚线下方等部件构成。

通过示意图我们可以看出:电容储能中整个流通电路是可以正常的供电情况下进行电容充电,并且可以通过切换电路A用在失去了正常供电电源的供电情况下,而把DC-DC变换器切换到自动化终端的工作设备中所需的储能电容进行恢复正常供电,并提供电能,当不需要时再进行切换。而切换电路B则可以在失去正常的供电情况下把将电源的开关等操动机构切换到储能电容的操作上。一方面,工作用的储能电容器可以储存相应的能量,并且能够在失去交流电源的供应时维持短暂的智能终端供电提供给自动化终端设备;另一方面,操作用的储能电容器可以储存相应的能量,DC-DC变换器则可以把交流供应电源与工作用的储能电容器中的能量进行转换。同时,按照智能型自动化终端设备所需要的形式提供其使用。一般来说,输入电压都要比自动化装置设备的工作电压高,所以要采用降压型buck DC-DC作为变换器,其主要构成如下图所示。

上图,S作为功率开关,D作为-极管,L为电感,C0作为输出电容,RL作为负载、Vi作为输入电压、V0为输出电压、I0为输出电流。在正常的工作状况下,工作电源与操作电源并不同时保持时相同的状况。正常工作状况下的操作电源主要直接取自与电压互感器二次侧;而正常工作状况下的工作电源有时也会直接取自电压互感器二次侧,有时则是通过一个二次变压器作为隔离装置来进行降压后才得到。在输入电压和输出电压相差比较大的状况下,DC-DC变换器则需要采用一种脉冲隔离变压器来进行电压变压,从而满足工作的需要。由于构成工作用的储能电容器,具备串联充电及并联放电的特殊性质。所以,在失去交流电源的正常供电情况下,由工作用的储能电容器进行放电来维持自动化终端设备的正常工作,通过串并电容组合的结构起到相应的降压效果。这种组合可以不通过隔离变压器就能满足DC-DC变换器的工作需要而不需要进行电压变比的工作。

综上,通过对电容储能的自动化终端设备的开关电源设计及研究分析,采用新型的电容储能作为交流电失去正常供电时维持自动化设备正常的工作是非常可靠并具备相应的稳定性。

参 考 文 献

第9篇

关键词:一级负荷别重要的负荷;DC-BANK;晃电;直流支撑

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.229

0 引言

随着国民经济的快速发展,化工用电设备对电网供电质量的要求越来越高,每年因电网供电质量问题造成的经济损失巨大。但是由于电网、设备故障等种种造成供电中断的原因不可能完全避免,因此,供配电设计中需要考虑供电中断的应对措施。本文从如何确保TDI制气装置中某一级负荷别重要的用电负荷(某110kV电动机)可靠性入手,来阐述利用DC-BANK直流支撑技术解决该问题的方案。

1 问题的提出

在初步方案中,未采用DC-BANK,电路图如下图虚线框外部分所示,1#电源、2#电源为分别引自不同35kV变电所的电源。正常运行时,两路电源都有电,通过QF1、QF2、QF3三台断路器的联锁,保证在0.4kV II段母线上同时只有一路电源供电,以满足供电要求。但是该方案还是存在2个问题:

(1)晃电问题:电压暂降在市电电网运行中经常发生,但并不是每次都会造成停机事故,由于直流母线上滤波电容储能的缘故,只有电压暂降时其出现的持续时间足够长、电压足够低时才可能出现停机事故。

U=2.34u 公式(a);Pt=0.5C(U12-U22) 公式(b);

式中,U 为直流母线电压,V;u为市电相电压,V;P 为电动机功率,W; t 为时间,s; C 为储能电容器电容,F。

某一进口变频器装置,直流侧滤波电容器C为11750μF。正常时输入电压u为三相AC380V,此时按公式(a)计算直流侧峰值平均电压U1为DC513V;在满载条件下,当市电突然降为AC325V时直流侧最低电压(关机电压)U2为DC439V;电源最大输出功率P为110kW;根据公式(b)算得t=3.76ms。说明这一过程超过了3.76ms电动机就会骤停。

另一种情形发生在双电源切换时,双电源切换也是需要时间的,大约为700~1000ms,远大于3.76ms,也会引起电动机停电。

(2)还存在一种极端情况,两路电源都停电,或者断路器及母线故障等原因造成0.4kV II段母线失电。因此,方案中按照GB50052-2009《供配电系统设计规范》的要求,设置独立于正常电源的柴油发电机组作为应急电源,当0.4kV II段母线失电时,立即自动启动柴油发电机组,双电源开关ATSE自动将电源接入点切换至柴油发电机组一侧。但是,柴油发电机组的启动是需要时间的,大约为15~45s,双电源全部停电且柴油发电机未启动的这个时间内,供电是中断的。因此本方案虽然满足规范要求,但并不是一个最佳的解决方案。

2 解决方案

直流不间断电源简称DC-BANK 系统。目前已在石化、化纤和煤化行业的部分大中型传动系统中成功应用。系统当市电正常时,由市电向负载供电; 当市电断电时,DC-BANK 内部的静态开关DS导通,系统电池组向负载供电,当市电恢复正常时,DS自动阻断,DC-BANK 对电池组实现浮充维护。一般的变频器都具有失电压和瞬间断电的保护功能。变频器的逆变器件为IGBT 时,失电压或断电后,将允许变频器继续工作一个短时间td,若失电压或断电时间totd,变频器自我保护,停止运行。只要电源晃电较为强烈,to一般都在几秒以上,变频器就会自我保护,停止运行。

如图1所示,在原有电路的基础上,加入DC-BANK直流支撑。这样,在正常情况下,DC-BANK蓄电池组通过充电器利用市电进行充电,电池组通过DS接入变频器直流侧。当0.4kVII段母线失电,而柴油发电机组未启动的这段时间内,通过蓄电池组在3ms内对变频器供电,并通过变频器自身的逆变功能将交流电源源源不断的输送至用电设备。因此,只要满足蓄电池的容量满足大于45s且有合理裕量即能满足电动机的可靠供电,较上一方案相比,可以同时弥补上述2个问题,大大提高了供电可靠性。

3 结语

采用DC-BANK直流支撑后,供电可靠性进一步提高,完全能满足供电的需求。较使用EPS电源方式来讲,不用考虑电机重新启动,可以节省较多电池,从而节省费用。而且免除了电动机重新启动对电源造成的冲击,效果较好。

参考文献:

[1]GB50052-2009供配电系统设计规范[S].

[2]黄俊,王兆安.电力电子技术(第3版)[J].北京:机械工业出版社,1994.

第10篇

关键词 UPS电源 工作原理 运行维护

中图分类号:TN948.11 文献标识码:A

The Launch Pad Section Room of Using and

Maintenance of UPS Power Supply

MAO Lin

(State General Administration of Press and Publication,

Radio and Television QiLiuYiTai, Yongan, Fujian 366000)

Abstract This paper briefly introduces the working principle of the UPS power supply, in view of the UPS power supply in radio transmitting section was analyzed, and some problems in operation and maintenance of the correct operations is to improve the service life of UPS power supply, and give play to the role of its biggest views and Suggestions are put forward.

Key words UPS power supply; working principle, operation maintenance

0 引言

广播发射台节传机房担负着发射机的节目源信号的接传,无论哪个发射台站节传机房电力一旦中断,所属发射机的节目源必将受到严重影响。这对于以分秒为计量单位的广播发射台,节传机房的电力保障尤为重要。因此,直属发射台节传机房都配置了高品质、高质量、高可靠性的UPS电源。但是,UPS电源系统运行好坏,供电质量如何以及可靠性都是建立在日常维护基础上的。没有正确的管理与维护,设备就会出现故障,就会给供电带来隐患。因此,做好UPS电源系统日常维护工作,是提高UPS电源系统供电质量,延长使用寿命的保障。在此,笔者就UPS电源日常运维谈谈自己的体会和建议。

1 UPS电源工作原理

UPS电源从原理上讲是一个电源的存储逆变系统。主要由整流、储能、变换和开关控制四部分组成。UPS的作用是向负载提供优质、可靠的交流电源,使负载免受浪涌、电压过高、电压过低、电源干扰以及外电中断等影响,确保外电中断时通过蓄电池给负载供电。发射台节传机房通常选择在线式中功率UPS电源。因为在线式UPS电源系统具有对各类供电的零时间切换,自身供电时间的长短可选,并具有稳压、稳频、净化等特点。当UPS电源系统本身出现故障时有自动旁路功能,当需要检修时可采用手动旁路,使检修、供电互不影响。

1.1 UPS电源动作过程

UPS开机时,电源电压经EMI滤波器分二路输出:一路送至AC/DC转换器变成直流电,再送至半桥式DC/AC逆变器呈交流输出;另一路作为旁通路径。靠近输出端的旁路开关可选择旁通路径输出或逆变输出。一般而言,开机后UPS会进行内部自我诊断。若一切正常,旁路开关会选择逆变输出。

当输入的市电中断时,AC/DC转换器和电池充电器均不动作,DC/DC转换器将电池的电压转换至DC/AC逆变器的输入端,经DC/AC逆变器转为交流输出。由于DC/AC逆变器一直在工作,市电断电时DC/DC转换器能快速启动并接替AC/DC转换器工作,且DC汇流排上挂有储能滤波电容器,使得DC/AC逆变器的输出端,持续稳定地给负载供电,实现零时间转换,对负载而言,不会感到发生断电。

1.2 UPS电源系统主要电路构成

UPS电源系统主要由输入断路器、电磁干扰(EMI)滤波器、AC/DC转换器、DC/AC逆变器、DC/DC转换器、电池充电器、功率因数校正(PFC)控制电路、直流电压汇流排(DC-BUS、控制板、旁路开关、电池组、辅助电源、控制和检测电路、监控软件等组成。由于篇幅有限框图及各电路功能在此不再说明。

2 UPS电源在发射台节传机房的作用

(1)保证不间断供电。当外电停电、过高或过低时,它能及时地进行切换,及时地向设备提供额定的稳压电源并报警,起到不间断供电的作用,防止突然断电对设备造成的损失。

(2)改善电源质量。对电源系统中的浪涌、噪声、电压下降、电源波动,电源干扰等现象进行改进,有逆变稳压滤波的作用。

(3)有效避免自身故障的影响。UPS电源有自动旁路功能,能使系统本身出现故障时供电不受影响。

(4)保护数据通道。对机房的计算机数据通道进行保护,提高设备网络的可用性。

3 UPS电源使用注意事项

随着计算机和工业技术的飞跃发展给UPS电源系统提供了高智能、高可靠性的同时,也给予蓄电池组带来了高性能免维的储能电池。这些新技术的应用,虽给使用带来了许多便利,但还有如下几方面须使用者引起重视的事宜。

(1)UPS电源主机环境要求:清洁、少尘,温度要求 +5℃~40℃。储能蓄电池标准使用温度为25℃,平时不能超过+15℃~+30℃;温度太低,会使储电池容量下降,温度每下降1℃,其容量下降1%,放电容量会随温度升高而增加,但寿命会降低;如果长期在高温想下使用,温度每高10℃,电池寿命约降低一半。

(2)主机参数:使用中不得随意改变,尤其是电池组的参数会直接影响其使用寿命。随着环境温度的改变,对浮充电压要做相应调整,通常以25℃为标准,环境温度每升高或降低1℃时,浮充电压应增加18mV(相对于12V蓄电池)。

(3)由于UPS电源瞬间为负载供电时,将会冲击电池。若多负载的冲击电流加上所需的供电电流,就会造成UPS电源瞬间过载,严重时将损坏变换器。因此,单独依靠UPS电源系统供电时,应先关断各负载,等UPS电源系统起动后再开启负载,避免带负载启动UPS电源。

(4)UPS电源系统使用中应避免随意增加大功率的额外设备,不允许在满负载状态下长期运行。由于其工作性质决定了UPS电源是在不间断状态下运行的,随意增加大功率负载,或基本满载状态下工作,都会造成主机发生故障,严重时将损坏变换器。

(5)自备发电机的输出电压,波形、频率、幅度应满足UPS电源对输入电压的要求;发电机的功率要远大于UPS电源的额定功率,否则将会造成UPS电源工作异常或损坏。

(6)由于组合电池组电压很高,存在电击危险,因此装卸导电联接条、输出线时应有安全保障,工具应采用绝缘措施,特别是输出接点应有防触摸措施。

(7)不论是在浮充工作状态还是在充电、放电检修测试状态,都要保证电压、电流符合规定要求。过高的电压或电流可能会造成电池的热失控或失水,电压、电流过小会造成电池亏电,这都会影响电池的使用寿命。

(8)在任何情况下,都应防止电池短路或深度放电,因为电池的循环寿命和放电深度有关。放电深度越深、循环寿命越短。在容量试验中或是放电检修中,通常放电达到容量的30%~50%就可以了。

(9)电池应避免大电流充放电,虽说在充电时可以接受大电流,但在实际操作中应尽量避免,否则会造成电池极板膨胀变形,使得极板活性物质脱落,电池内阻增大,温升越高,严重时将造成容量下降,寿命提前终止。

(10)正确连接好UPS,应将UPS的输入零(N)、相(C)、地(G)与市电的零、相、地对应。

4 UPS电源系统维护检修的主要项目

(1)UPS电源在正常使用情况下,主机的维护主要是防尘和定期除尘,特别是气候干燥的地区,空气中的尘埃较多,机内的风机会将灰尘带入机内沉积、当遇空气潮湿时会引起主机控制紊乱造成主机工作失常,发生不准确告警,大量灰尘也会造成器件散热不好;通常每季度应清洁一次,其次在除尘时应检查各连接件和插接件有无松动和接触不牢的情况。

(2)UPS电源系统日常维护检查项目主要是:清洁并检测电池两端电压、温度,连接处有无松动、腐蚀,检测连接条压降,电池外观是否完好,有无壳变形和渗漏;极柱、安全阀周围是否有酸雾逸出;主机设备是否正常。

(3)UPS电源系统电池属免维设备,但只不过免除了测比、配比、定时添加蒸馏水工作,由于储能电池工作是处在浮充状态,每年须进行一次放电;因此,放电前应先对每只电池进行检查,更换失效的电池,以免放电中落后电池恶化为反极电池;在确认电池完好后再对电池组进行均衡充电,以达全组电池的均衡。

(4)对蓄电池系统维护须做到周到、细致和规范的运行和管理;对直流母线要保持合格的电压和电池的放电容量;同时须注意的是,每组电池至少应有8只电池作校准电池,作为了解全电池组工作情况的参考,对校准电池应定期测量并做好记录。

5 发射台节传机房UPS电源常见故障分析

发射台节传机房UPS电源出现故障时,应先查明原因,分清是负载还是UPS电源系统,是主机还是电池组;虽说UPS主机有故障自检功能,但它针对的是整个面而不是针对某个点。UPS电源系统发生故障更换配件很方便,但要维修故障点,仍需做大量的分析、检测工作。一旦UPS主机自检部分发生故障,极可能发生误报警;因此,正确判断、分析,准确及时地排除故障是非常必要的。在此,就常见故障的处理做如下分析:

(1)当UPS无法开机时。首先确认UPS Input电源是否正常;其次检查UPS电源端子接线是否松脱,熔断丝开关(Breaker)有无跳脱;再次检查负载是否存在异常及短路故障等。

(2)当主机发生击穿,断保险或烧毁器件故障时。首先要查明原因并排除故障后才能重新启动,否则会接连发生相同的故障或引发严重的事故。

(3)当电池组中发现电压极性反相、压降大、压差大和有酸雾泄漏现象的电池时,应及时采用相应的方法恢复、修复及更换。注意切不可把不同容量、不同性能、不同厂家的电池组合在一起使用,对超期服役的电池应及时更换,否则极有可能使电池组损毁,影响主机工作给负载造成不堪后果。

(4)当LCD显示“Overload Shutdown”灯亮,蜂鸣器长鸣时,应检查是否过载或负载发生故障。

当开机后显示“On Battery LED”灯号时,首先用其它电器设备测试AC电源有无电源供应或电源插座是否过松导致接触不良;其次检查熔断丝开关(Breaker)按钮是否弹出跳脱。

当UPS电源 LCD显示“Battery Failure”时;首先确认电瓶保险丝是否已熔断;其次确认UPS与电瓶连结线是否正常或松脱。

(5)当外电中断UPS放电时间不足时。应查蓄电池充电是否充饱,正常状态下,应充至80~95%的负载最为合理,若负载超过100%以上,则电池放电时间会因此而缩短。电池时常在高温环境下充放电或操作,会造成电池寿命减短。因此建议UPS蓄电池使用两年后,即便更换电池指(下转第53页)(上接第32页)示灯未显示,也应进行更换。

(6)当UPS显示过温保护时。放置UPS电源的地方最好安装空调设备,务必使UPS电源远离高温环境。再就是检查通风孔有无阻塞,风扇有无运转,尽可能按照说明书要求的温度、湿度下工作。

(7)当计算机无法与UPS联机时。应重新设定软件程序,然后将UPS的RS232连接线与计算机的COM1/COM2再连接并确认设定值。

6 结束语

先进设备也有其使用寿命,也会出现故障。但维护工作做得如何,与设备的使用寿命和故障率有着密切的关系。实际工作中切不可因为设备高智能、免维护,而忽略了常规性、预防性维护工作,设备预防性检修维护在任何时候都是设备安全运行的重要保障。

参考文献

第11篇

[关键词]HXD3型 电力机车 电路

中图分类号:TM461 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)07-0333-01

机车的控制系统简称TCMS。TCMS主要功能是实现机车特性控制、逻辑控制、故障监视和诊断,能将有关信息送到司机室内的机车控制状态显示装置。TCMS包括一个控制装置和两个显示单元,其中控制装置设有两套控制环节,一套为主控制环节,一套为备用控制环节。

机车的控制电路系统主要完成的功能是:

顺序逻辑控制:如升、降受电弓,分、合主断路器,闭合辅助接触器、启动辅助变流器等。

机车特性控制:采用恒牵引力/制动力+准恒速控制牵引电动机,实现对机车的控制。

定速控制:根据机车运行速度可以实现牵引、电制动的自动转换,有利于机车根据线路情况的实现限速运行。

辅助电动机控制:除空气压缩机外,机车各辅助电动机根据机车准备情况,在外条件具备的前提下,由TCMS发出指令启动、运行。空气压缩机则根据总风缸压力情况由接触器的分合来实现控制。

空电联合制动控制:同交直传动货运机车(如SS4改机车)相同。

机车粘着控制:包括防空转、防滑行控制、轴重转移补偿控制。

机车的控制电路可以分为以下几个部分:

1. 控制电源电路(DC110V电源装置)

机车控制电源的核心部件是DC110V充电电源模块PSU,机车DC110V控制电源采用的是高频电源模块PSU与蓄电池并联,共同输出的工作方式,在通过自动开关分别送到各个支路,如微机控制、机车控制、主变路器、车内照明、车外照明等。PSU的输入电源来自辅助变流器UA11或UA12的中间回路电源,点UA11或UA12均正常时,由UA12向PSU输入DC750V电源,当UA12故障时,转向有UA11向PSU输入750V电源。DC110V充电电源模块PSU含两组电源,通常只有一组电源工作,故障时另一组电源开始供电,每组电源模块的输入电压为DC750V,输出电压为DC110V±2%,额定输出电流为55A,输出功率为6050KW(25℃),采用自冷却方式,控制电源电压采用DC750V]。

2 .DC110V电源装置电气系统构成

充电器输入电压DC750V,功率6.05KW,采用自然冷却方式,装置电气组成可以划分为四大部分,依次为电源输入电路、预充电电路、DC110V输出电路和控制电路。

3. DC110V输出回路

IGBT、整流回路的绝缘变压器IST1和整流器FR、平波回路的电抗器DCL1和平波电容LC1构成了DC/DC转换回路,微机系统以脉宽调制为原理控制IGBT动作,将输出电压变为交流脉冲电压,输入到变压器的原边。需注意的是IGBT工作在高频段上,关断瞬间会产生一个巨大的尖峰。这个尖峰对IGBT非常有害,所以在IGBT回路中并联一个无感电容,用以消除尖峰。而且这个电容要与IGBT的两端直接相连,以防止线路中的杂散感抗进入回路中,从而影响电容对尖峰的吸收效果,失去对IGBT的保护作用。DC/DC回路中的输出变压器IST1为中频变压器,变为750V/150V,二次侧输出电压经整流器、平波电抗DCL1和平波电容LC1构成滤波回路后,输出110V直流电压。

4. 控制电路

控制电路是PSU的控制核心。中间部分是控制基板PWB,它收集PSU内部的各个器件的状态以及电压、电流信号,并进行逻辑处理,然后控制继电器(CTT、RY1等)动作、向IGBT发出指令。左侧部分是基板的电源供电电路,经过一个小型的电源转换器(记作psu)后,向基板提供正常工作所需的电源。右侧为输入/输出信号,并预留了RS-232C串行接口,方便与电脑相连。

5. 司机指令与信息显示电路

机车的2个司机室的控制指令通过相应的控制电器,分别送到TCMS。这些信号有:司机电钥匙开关信号、主司机控制器换向手柄信号和调速手柄控制级位信号、辅助司机控制器手柄控制级位信号、受电弓的升降弓信号、主断路器的分合信号、空气压缩机的启停信号、以及司机室的其他信号。其他还有:故障复位、紧急制动、过分相、定速控制等信号。用于机车受电弓升降控制、主断路器分合控制、空气压缩机的启停控制、辅助变流器和牵引变流器的启停控制、运行控制等,进一步地实现对机车相应的逻辑控制和牵引制动特性控制。

6. 机车逻辑控制和保护电路

机车的逻辑控制和保护电路主要是各自动开关、各流速继电器故障隔离开关、高压故障隔离开关、压缩机接触器状态、主断路器状态、辅助变流器的库内试验开关、牵引变流器试验开关、各种接地保护、空气管路系统压力继电器等与TCMS接口,主要用于机车的各种工作逻辑控制、保护逻辑控制,并通过通信将有关控制指令送到牵引变流器。

7. 辅助变流器控制电路

在机车主断路器闭合后,由TCMS发出命令,闭合辅助变流器输出电磁接触器,并将信息传递给辅助变流器控制单元,由辅助变流器控制单元发出指令,控制辅助变流器启动。

在机车某一辅助变流器发生故障(无论是辅助变流器1或者2)后,故障的辅助变流器能及时的将信息传递给TCMS,完成故障情况下输出电磁接触器的动作转换。同时将信息传递给另一组辅助变流器控制单元,故障的辅助变流器被隔离。所有辅助电动机全部由另一套辅助变流器供电,这时,该辅助变流器工作在CVCF状态,不受司机控制器级位指令的控制,牵引电动机通风机和冷却塔通风机也正常满功率工作。

辅助变流器的隔离也可以由手动控制“辅助变流器隔离开关”来实现,对应两套辅助变流器,机车上设两个“辅助变流器隔离开关”,可以分别实施两套辅助变流器的故障隔离运行。

在某一台辅助变流器发生过流、短路等故障时,能自动实施电磁接触器的鼓障转换,并将信息送TCMS。在辅助变流器发生接地故障时,跳主断路器,并将信息送TCMS,由司机来完成辅助变流器地接地故障的故障隔离。

随着越来越多的交流传动电力机车以其优越的性能奔驰在世界上许多国家的铁路网上,交流传动电力机车已成为今后我国电力机车的发展方向。

参考文献:

第12篇

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。

图2 主电路拓扑图

    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[2]。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3 PWM控制及驱动图

    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SKM75GB123D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[3]。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[4]。图3是大功率开关电源的PWM控制的电气原理图。

    R1和C2组成UC3846的振荡器,振荡频率为f=2.2/R1C2。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[5]。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[6]。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。

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。

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。

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