50A/220V全負(fù)載范圍軟開關(guān)電站操作電源功率模塊設(shè)計(jì)探討

⑴ 結(jié)構(gòu)
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(shè)計(jì)計(jì)算、仿真結(jié)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(jí)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(fù)電流和特性引起的EMI和損耗問題；其寄生電容與線路中寄生電感、漏感一起產(chǎn)生振蕩，引起二極管上電壓尖峰。

除參數(shù)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(fù)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(jié)電容(pF)，N為脈沖變壓器的原/副邊匝比 Np/Ns；
③無損吸收、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(jù)紋波來源進(jìn)行合理抑制。輸出紋波主要來自以下四個(gè)方面：輸入交流電源噪聲、高頻噪聲、寄生參數(shù)引起的共模噪聲和功率器件開關(guān)過程中產(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(duì)策有：
①加強(qiáng)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(dǎo)線，不用銅皮。
②加大輸出濾波參數(shù)
③優(yōu)化設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)或多級(jí)LC濾波.

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

增加共模信號(hào)濾波電路，如EMI. 現(xiàn)在市場(chǎng)上可以購買到現(xiàn)成的三相三線的EMI設(shè)備，包裝美觀，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(hào)為DNF52-Y-3*35A的三相三線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(jiān)控器與模塊單片機(jī)間主要實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)量的通訊：
⑴只讀：
16位報(bào)警；
輸出電壓；
輸出電流；
485地址。

⑵讀寫：
均充電壓設(shè)置；
浮充電壓設(shè)置；
狀態(tài)量；
限流電流設(shè)置 ；
輸出過壓設(shè)置 ；
輸出欠壓設(shè)置。