智能高频开关电源系统中整流模块的功能设计.pdf

2011年8月15日
现代电子技术
第34卷第16期
Modern Electronics Technique
Vol 34 No, 16
智能高频开关电源系统中整流模块的功能设计
毕恩兴
(西安铁路职业技术学院,戾西西安710014)
摘要:以智能高频开关电源系统中的整流模块为研究对雾,米用无源PFC和DCDC支換器的原理,射模块的整流原
理进行设计和改善,经过对整流模块的件、电路的设计与调试表明;谅整流模块可以有地解决智能高频开关电源系统中
整流问题,同时,还具有可靠性强、稳定性好且体积小、噪声低、节能高效、维护方便等优点,能够很好地满足现代智能高颊开
关电源系统的发展楚要求
关词:高频开关电源;整流模块;DCDC变摸器;PFC
中?分类号;TN710-34:TM32文献标识码;A文章编号:1004-373X(2011)16-0189-03
Design on Rectifier Module in the High-frequency Intelligent Switching Power System
(xi'an Railway Vocation & Technical Institute, Xi an ?10014, China)
Abstract Taking the rectifier module of high-frequency inteligent switching power as research obect, and using passive
power factor correction and D/DC converter to design and improve the principle of rectitier module. After designing and de-
bugging the hardware and circuit of re i r module, the re er module can ffe tively solve th rectifier problem of high-fre-
quency intelligent switching power supply system. At the same time, the module has the features of the reliability, stability
ll size, low noise, energy efficient, easy maintenance and so on, which can satisfy the trend requirements of high-frequen
cy intelligent switching power
Keywords: highfrequency intelligent switching power; rectifier module DC/DC converter, PFC
主监控单元的管理和控制,通过通信线将各个监控单元
0引离
采集的信息送给主监控统一管理。主监控显示直流系
随着我国科技生产水平的不断提高,各行各业对供统各种信息,用户也可以触摸显示屏查询信息及操作,
电质量的要求越来越高,而智能高频开关电源作为一种系统信息还可以接人到远程监控系统中。系统除了交
继电保护装置和控制回路装置,为生活和生产中的供电流监控、直流监控、开关量监控等基础单位外,还配置了
的可靠性提供了有力的保障。当市电供电中断时还可绝缘监测、降压装置、电池巡检等功能单元,以达到对直
以作为后备电源,所以说智能髙频开关电源是对供电质流系统进行全面监控的目的!。
量保证的重要组成部分之一。它具有高度灵活组合、自
流模块
主监控的特点,另外可靠性强、稳定性好且具有体积小
合
噪声低、节能高效、雏护方便等也是它的一大优点
模块
出
可以说智能高频开关电源是一种集计算机技术、控制技
术、通信技术于一体的高科技产品,可实现系统的自动
?流模块
诊断、自动测试和自动控制。本文主要阐述的是智能高
交流入
交流配电单元
频开关电源的整流模块的设计。
流块
制
母
分路
出
系统总体结构介绍
流幞块
智能高频开关电源系统的总体结构主要由主监控
单元、配电模块、交流配电单元、整流模块等组成,系统
配电监控
主单元
绝监测
总体的结构图如图1所示。系统中的各个监整单元受
弹近程监控
收稿日期:2011-02-26
罔1系號控制原理图
万方数据
190
现代电子技术
2011年第34卷
工作时两路市电(交流)经过交流切换装置输人
DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变
路交流,给各个整流模块供电。整流模块将输入三相的直流电压,这种控制具有加速平稳、快速响应的性能,
交流电转换为直流电,给备用电源(蓄电池)充电,同时同时可以收到节约电能的效果。用直流斩波器代替变
也给合闻母线负载供电,另外合间母线通过降压装置给阻器可节约20%~30%的电能。直流斩波器不仅能起
控制母线供电。所以说本文设计的整流模块是将整流到调压作用,还能起到有效抑制电网侧谐波电流噪声的
和充电两项功能结合于一体的一种新型的整流模块。作用
2整流模块的设计
电
整流模块是智能高频开关电源系统中的一个重要
R
部分,关系到系统的直流电压输出和工作时电压输出的
メ
稳定状况。本文的设计主要是对模块整流原理的改
进和完善,利用无源PFC和DC/DC变换器的原理,使
因3无源PFC原理图
得改进后的模块能够有效完成整流作用。
本文设计的整流模块的工作原理框图如图2所示,
本文的DC/DC变换器采用双管正激式DC/DC变
工作时,模块首先通过过防雷处理和滤波对输入的三相换器,它的原理如图4所示,変压器T起隔离和变压
交流进行处理,这样才能保证模块后级电路的安全;经的作用,在输出端要加一个电感器L。(续流电感)起能
过处理后的三相交流经过整流和无源PFC后转换成高
量的储存及传递作用,变压器初级无再有复位绕组,因
压直流时,这时转换的高压直流要经过DC/DC变换器
为VD1,VD2的导通限制了两个调整管关断时所承受
再次转換成可变的直流电压输出;另外模块控制部分还的电歴?输出回路需有一个整流二极管VD2和一个续
有负责过压、过流以及矩路保护等作用,这样才能保证流三极管V.VD,V最好均选用恢复时间快的整
输出电压的稳定,也同时能对模块各部件进行保护。模
流管)。输出滤波电容Co应选择低、大容量的电容,这
块还在远程监控中提供了“四遥”(遥控、遥调、遥测、遥样有利于降低纹波电压?。双管正激式DC/DC变换
信)接口。
器的工作特点如下
(1)在任何工作条件下,为使两个开关管所承受的
文流
380」「防
交流
D-IX
保护
变换器
物出
电压不会超过Uw,Ua(Uw为输人电压;U为VD,
VID)2的正向压降),VD,VD2必须是快恢复管,其在实
过流
掉
际设计和调试中恢复时间越短越好
及
(2)与单端正激式DC/DC变换器相比,它无须复
位