在大功率電源的新產(chǎn)品研發(fā)過程中，直流電源占據(jù)了較大的市場份額，也是目前工業(yè)領(lǐng)域較常見的主流電源設(shè)計方向。我們今天將會為大家分享一種軟開關(guān)的直流大功率電源的主電路設(shè)計方案，希望能夠?qū)Ω魑还こ處煹脑O(shè)計研發(fā)工作有所幫助。

 

    在這一軟開關(guān)的直流大功率開關(guān)電源設(shè)計方案中，我們所設(shè)計的主電路框圖。虛線以上是主電路，這一直流大功率開關(guān)電源的主電路主要分為輸入整流濾波、逆變開關(guān)電路、逆變變壓器和輸出整流濾波。虛線以下為控制回路，控制回路主要包括信息檢測電路、控制和保護(hù)單元、監(jiān)控單元和輔助電源。

 

    在這一大功率直流開關(guān)電源的主電路設(shè)計過程中，我們采用的是ZVZCS-PWM拓?fù)洌�原邊加箝位二極管，三相交流輸入整流后加LC濾波，以此來提高輸入功率因數(shù)。在本方案中，我們所選擇的主功率管為IGBT，控制電路采用UC3875移相控制專用集成芯片，電流電壓雙閉環(huán)控制。包括三個部分，分別是輸入整流濾波電路、單相逆變橋和輸出整流濾波電路。

 

    在了解了主電路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)之后，接下來我們來看一下這種直流大功率電源的輸入整流濾波電路設(shè)計方案。在本方案中，三相交流電經(jīng)電源內(nèi)部EMI濾波后，加到整流濾波模塊。EMI濾波器的作用是濾除功率管開關(guān)產(chǎn)生的電壓電流尖峰和毛刺，減小電源內(nèi)部對電網(wǎng)的干擾，同時又能減小其他用電設(shè)備通過電網(wǎng)傳向電源的干擾。在這一輸入整流濾波電路中，我們所采用的是LC濾波方式，電感的作用是拓開電流導(dǎo)通時間，限制電流峰值，可以提高電源的輸入功率因數(shù)。濾波電容采用四個電解電容，兩個串聯(lián)后并聯(lián)使用，滿足三相整流后的高壓要求。電阻R1、R2是平衡串聯(lián)電容上的電壓，高頻電容與電解電容并聯(lián)使用，濾除高頻諧波，彌補(bǔ)電解電容高頻特性差的缺陷。

 

    在本次所分享的大功率直流開關(guān)電源設(shè)計方案中，主電路系統(tǒng)中的單相逆變橋采用IGBT結(jié)構(gòu)，以此來滿足主電路系統(tǒng)的高壓、高功率要求。在單相逆變橋的設(shè)計方面，無感電容（C7、C8）并聯(lián)在兩橋臂之間，降低兩橋臂之間電壓尖峰的干擾，諧波電感Lr、隔直電容15C、16C、17C防止變壓器的直流偏磁，原邊箝位二極管減輕副邊振蕩，主變壓器起到原、副邊的隔離、耦合作用，原、副邊各一副繞組，以滿足副邊采用全橋整流的要求，原邊加交流互感器，檢測原邊電流作保護(hù)用。

 

    在這種軟開關(guān)啟動方式的直流大功率電源主電路設(shè)計中，就輸出整流濾波電路而言，我們所采用的是全橋整流方式，以此來滿足高壓的要求。在這種輸出整流濾波電路中，高頻濾波電感Lf，電解電容（E5、E6、E7），高頻電容（18C、21C）濾除高頻諧波分量，共模電感（2L），Y電容（19C、20C），抑制共模分量，電流采樣電阻3R～R5，輸出二極管D14，防止電池電流反灌。