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高频开关电源(高频开关整流器)为什么体积小,高频开关电源系统整流电路设计

发布时间:2023-12-04 16:28:15编辑:温柔的背包来源:

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高频开关电源(高频开关整流器)为什么体积小,高频开关电源系统整流电路设计

设计一个通信用开关电源系统,首先要了解它的总体要求,然后再设计系统的各个部分。高频开关电源主电路和控制电路所采用的电路形式、元件和控制方法发展迅速。他们的设计有特殊的内容和方法。1设计要求及具体电路设计通讯基础开关电源系统的关键部分是开关电源整流模块。

整流器模块有多种规格。结合工作中遇到的实际情况,模块设计的硬性指标如下:1)电网允许电压波动范围为单相交流输入,有效值波动范围为220V20%,即176 ~ 264V;频率:45 ~ 65赫兹。2) DC输出电压,电流输出电压:标称-48V,调节范围:浮充,43 ~ 56?5V;充电均匀,45 ~ 58V。输出电流:额定值:50A。

3)保护和报警性能当输入电压低至170 VAC或高达270 VAC,或散热器温度高达75时,自动关机。当模块的DC输出电压高达60 V或输出电流高达58 ~ 60 A时,会自动关闭。(3)当输出电流达到53 ~ 55 A时,自动限流,当负载继续增加时,输出电压降低。4)效率和功率因数模块效率不低于88%,功率因数不低于0.99。

5)其他指标模块的其他性能指标应符合《YD/T731》、《进网检查实施细则》等行业标准。

由于模块输出功率不大,可以采用以下基本方案设计主电路:1)单相交流输入,采用高频有源功率因数校正技术提高功率因数;2)采用双正激变换电路拓扑,工作可靠性高;3)主开关管采用VMOSFET,逆变器开关频率为50 kHz4)采用复合隔离逆变变压器,一台变压器两端工作;5)采用倍流整流电路,便于变压器绕制。根据上述方案,主电路的基本形式可以设计成如图1所示。

主电路中各元件的基本参数可以根据模块设计的要求来确定。1)输出整流器的选择输出整流二极管的工作波形如图2所示。从图中可以看出,二极管D5和D6的峰值电流约为50安,平均电流为25安.D5和D6承受的最大反向电压为VD=Vidcmax/n=395V/3132V。所以可以选择300400 V和5060A的超快软恢复整流二极管模块,如stTA 12004t (v)和ST的260a等。

2)逆变器主开关管所选开关管的电流ICM等于逆变变压器一次侧的电流I1,即ICM=' I1'=I2/N=25a/3 8.3a .因此,逆变器主开关管T1T4可选用(550600)V和(2030)A的VMOSFET,如IR的IRFK3FC50。续流二极管D1D4可以是(550600)V和(15 20) A的快速恢复二极管.3)滤波器电感的计算DC输出LC滤波器的工作频率为100 kHz,通信开关电源的整流模块要求在5%的额定负载下噪声满足指标。

在额定条件下,最大占空比:4)滤波电解电容的计算基于离散噪声的要求,电容上允许的100 kHz纹波为UC=3mv。通过选择开关电源专用电解电容并与非极性电容并联,控制总ESZ在1.5m以下,则有:C=iLT/(tVc)5 556H2结论现代通信设备已经开始广泛采用开关基本电源系统。本文结合作者所在的“通信原理实验室”的建设,设计了开关电源系统整流模块的主电路。

该电路已成功应用于实验室供电系统,完全满足设计要求,达到了预期目的。

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