掃描二維碼
隨時(shí)隨地手機(jī)看文章
單相整流橋輸出的直流電壓接入無(wú)源緩沖軟開(kāi)關(guān)Boost電路,本文采取Boost電路取代傳統(tǒng)的LC濾波電路。這里Boost電路主要有2個(gè)作用:一是提高整流輸入側(cè)的功率因數(shù);二是為逆變側(cè)提供一個(gè)穩(wěn)定的直流電壓。Boost校正電路輸出直流電壓加到逆變橋上,逆變橋是由8個(gè)IGBT模塊組成的單相全橋逆變器,每個(gè)IGBT都有一個(gè)反并聯(lián)二極管與其并聯(lián),作為逆變器電壓反向時(shí)續(xù)流。逆變器中功率器件由控制電路控制脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)而周期性的開(kāi)關(guān);隔離變壓器T的作用是電氣隔離和負(fù)載的阻抗匹配。一般T為降壓變壓器,適當(dāng)改變變壓器的變比即可降低諧振槽路中電感、電容上的電壓值,并可進(jìn)行不同的負(fù)載阻抗匹配。輸出方波電壓經(jīng)過(guò)變壓器的隔離降壓后加到由補(bǔ)償電容器和感應(yīng)線圈及負(fù)載組成的諧振回路上。
1.1 軟開(kāi)關(guān)APFC電路工作原理
圖2所示為無(wú)源軟開(kāi)關(guān)Boost電路、串聯(lián)電感及無(wú)損SNUBBER電路。與普通的Boost電路相比,增加電感L1限制因VD0的反向恢復(fù)而產(chǎn)生的VT0開(kāi)啟沖擊電流,C2→VD7作為VD0的SNUBBER電路,VD5→VD6→VD7的串聯(lián)結(jié)構(gòu)和L1→C1→C2之間的諧振與能量轉(zhuǎn)換也有利于抑制VT0的開(kāi)啟沖擊電流。
主電路在一個(gè)周期內(nèi)的工作情況可以分為6個(gè)階段:
(1)模式1[t0,t1]:在t0時(shí)刻,C0通過(guò)電阻R放電,VT0在ZCS狀態(tài)下開(kāi)啟,C1放電,電流流經(jīng)C1→C2→L1回路,由于L1的作用,VT0的開(kāi)啟電流逐漸平穩(wěn)上升。
(2)模式2[t1,t2]:電感L1上的電流逐漸增大,C1放電結(jié)束后,電流經(jīng)過(guò)回路L0→L1→VD5→VD6→C2流動(dòng)。
(3)模式3[t2,t3]:C2被緩慢充電,直至L1能量全部轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)。最后流經(jīng)VT0的電流和L0的大小相等,C2充電結(jié)束。
(4)模式4[t3,t4]:t4時(shí)刻VT0在ZVS下關(guān)斷,當(dāng)經(jīng)過(guò)C2-VD6-C1的電壓和整流輸出電壓Vin相等時(shí),C2通過(guò)VD7放電,L1的電流經(jīng)L0→L1→ VD5→C1給C1充電。
(5)模式5[t4,t5]:當(dāng)C1的電壓和Vin相等后停止充電。L1電流經(jīng)VD5→VD6→VD7流向負(fù)載。
(6)模式6[t5,t6]:L1電流衰減到0母線電感電流L1通過(guò)VD7向C2充電,當(dāng)C2電壓為0后,流過(guò)L0的電流經(jīng)VD0流向負(fù)載C0和R0接著回到模式1。
1.2 后級(jí)倍頻逆變電路
倍頻式高頻逆變電源電路如圖1右邊部分所示。在圖中,由VT11~VT41構(gòu)成第一組逆變橋,由VT12~VT42構(gòu)成第二組逆變橋,兩組逆變橋輪流導(dǎo)通1個(gè)諧振周期,每個(gè)IGBT器件都以額定負(fù)載電流工作。這樣,如果IGBT的允許開(kāi)關(guān)頻率為f0,則電源的輸出頻率為2f0。
分時(shí)-移相的控制方法是通過(guò)調(diào)節(jié)對(duì)角橋臂導(dǎo)通的相位差來(lái)調(diào)節(jié)功率。如圖3所示,VT11與VT41之間有一個(gè)移相角,滿(mǎn)功率的時(shí)候,角度為0,分時(shí)-移相調(diào)功就是通過(guò)調(diào)節(jié)移相角φ的大小實(shí)現(xiàn)功率的改變。
2 系統(tǒng)控制策略
控制系統(tǒng)主要采用Altera公司的MAXⅡ系列CPLD芯片EPMl270T144C5和TI公司的TMS320LF2407A型DSP??刂骗h(huán)節(jié)由數(shù)字鎖相環(huán)、PWM控制模塊、分時(shí)脈沖控制模塊、DSP移相功率調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)以及DSP-PFC環(huán)節(jié)組成。CPLD鎖相環(huán)模塊跟蹤負(fù)載諧振頻率,同時(shí)接收DSP輸出的數(shù)字移相角大小,從而經(jīng)PWM、分時(shí)模塊計(jì)算輸出8路移相觸發(fā)脈沖。DSP計(jì)算負(fù)載輸出功率,與功率設(shè)定值比較,經(jīng)積分分離PI算法輸出移相角度;DSP還要對(duì)CCM模式下的軟開(kāi)關(guān)Boost電路進(jìn)行平均電流控制。此外還要實(shí)現(xiàn)設(shè)置、保護(hù)以及顯示等功能。[!--empirenews.page--]
3 仿真與試驗(yàn)波形
基于以上理論分析和系統(tǒng)的硬件與軟件設(shè)計(jì),應(yīng)用Matlab仿真軟件對(duì)電路進(jìn)行了仿真。仿真參數(shù)如下:輸入單相220 V,輸入等效阻抗1 mΩ,母線電感6 mH,輸出電容3 300μF,緩沖電感4μH,諧振電阻R為22 Ω,電感為1×10-6,電容為1.15×10-6。在仿真分析的基礎(chǔ)上,對(duì)1 kW感應(yīng)電源樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),表明實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果基本一致,驗(yàn)證了理論設(shè)計(jì)與系統(tǒng)仿真的正確性。
4 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)仿真與試驗(yàn)結(jié)果可以看到,應(yīng)用軟開(kāi)關(guān)PFC電路的倍頻感應(yīng)電源,不僅實(shí)現(xiàn)了輸入側(cè)單位功率因數(shù),而且借助于一些緩沖輔助器件,開(kāi)關(guān)管工作在軟開(kāi)關(guān)狀態(tài),損耗大大降低,為逆變模塊輸出穩(wěn)定的直流電壓。該設(shè)計(jì)具有較高的實(shí)用價(jià)值。
1、有源箝位反激變換器和非對(duì)稱(chēng)反激變換器的比較圖1:有源箝位反激變換器的電路結(jié)構(gòu)圖2:非對(duì)稱(chēng)反激變換器的電路結(jié)構(gòu)(1)有源箝位反激變換器的變壓器需要儲(chǔ)存輸出所需的所有能量,由于輸入電壓通常在一定的范圍內(nèi)變化,因此變壓器無(wú)...
關(guān)鍵字: 軟開(kāi)關(guān) 反激 電源摘要:在小功率電源系統(tǒng)中,特別是多路輸出的電源系統(tǒng)中,反激式變換拓?fù)湟云浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、所需元器件較少、調(diào)試方便、成本低、輸入輸出可電氣隔離、穩(wěn)壓范圍寬、易于多路輸出等優(yōu)點(diǎn)在小功率變換的反激式開(kāi)關(guān)電源中得到了廣泛應(yīng)用。另外,采...
關(guān)鍵字: 軟開(kāi)關(guān) 單端反激 變換器 有源鉗位隨著社會(huì)的快速發(fā)展,我們的中頻感應(yīng)加熱電源也在快速發(fā)展,那么你知道中頻感應(yīng)加熱電源的詳細(xì)資料解析嗎?接下來(lái)讓小編帶領(lǐng)大家來(lái)詳細(xì)地了解有關(guān)的知識(shí)。
關(guān)鍵字: 中頻 感應(yīng)加熱電源 電壓隨著全球多樣化的發(fā)展,我們的生活也在不斷變化著,包括我們接觸的各種各樣的電子產(chǎn)品,那么你一定不知道這些產(chǎn)品的一些組成,比如感應(yīng)加熱電源。感應(yīng)加熱電源對(duì)金屬材料加熱效率最高、速度最快,且低耗環(huán)保。它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)對(duì)...
關(guān)鍵字: 感應(yīng)加熱電源 電壓 電流什么是LLC諧振?你知道嗎?提及LLC諧振這個(gè)熱門(mén)話題,陌生的工程師之間可以通過(guò)LLC的橋梁彼此暢談。究竟LLC諧振的魅力所在何方?其實(shí),LLC最大特點(diǎn)就是既高效又高功率,為此迎來(lái)工程師們的歡喜。下面跟小編了解到底如何玩...
關(guān)鍵字: 軟開(kāi)關(guān) zcs zvs電子技術(shù)的不斷,電子設(shè)備種類(lèi)也多種多樣,自然與人們的工作生活息息相關(guān),而任何的電子設(shè)備也都需要電源的支撐,而電子技術(shù)的不斷成熟發(fā)展,對(duì)電源設(shè)計(jì)的要求也在不斷的提
關(guān)鍵字: 電源技術(shù) 電源技術(shù)解析 硬開(kāi)關(guān) 軟開(kāi)關(guān)