基于開關(guān)電源的模塊的設(shè)計(jì)

(3)兩個(gè)開關(guān)管的工作狀態(tài)一致，會(huì)同時(shí)處于通態(tài)或斷態(tài)。所以使用在智能高頻開關(guān)電源這樣大功率等級(jí)電源中比較適合。

圖4 雙管正激式DC/DC變換器的電路圖

平滑濾波原理：整流電路將交流電變?yōu)槊}動(dòng)直流電，但其中含有大量的交流成分(稱為紋波電壓)。為了獲得平滑的直流電壓，應(yīng)在整流電路的后面加接濾波電路，以濾去交流部分。此時(shí)在橋式整流電路輸出端與負(fù)載之間并聯(lián)一個(gè)大電容，采用電容濾波后使二極管得到的時(shí)間縮短，由于電容CO充電的瞬時(shí)電流較大，形成了浪涌電流，容易損壞二極管，故在選擇二極管時(shí)，必須留有足夠的電流裕量，以免燒壞。

3 整流模塊的功能介紹

整流模塊除了能將輸入的交流(380V、50Hz)變換成額定的直流輸出(5A/230V)之外，還具有保護(hù)功能和設(shè)置功能，現(xiàn)將模塊的保護(hù)功能和設(shè)置功能介紹如下：

3.1 保護(hù)功能介紹

(1)輸出過壓保護(hù)。輸出電壓過高會(huì)對(duì)用電設(shè)備造成重大事故，為杜絕此類事故的發(fā)生，在模塊內(nèi)部設(shè)有過壓保護(hù)電路，當(dāng)出現(xiàn)過壓后模塊自動(dòng)鎖定，同時(shí)模塊的故障指示燈亮，模塊自動(dòng)退出工作狀態(tài)，從而不會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

(2)輸出限流保護(hù)。因?yàn)槊總€(gè)整流模塊的輸出功率受到限制，輸出的電流不能過大。因此，對(duì)每個(gè)模塊的輸出電流最大限制為額定輸出電流的1.2倍，如果超出負(fù)載，模塊自動(dòng)調(diào)低輸出電壓以達(dá)到保護(hù)模塊的功能。

(3)短路保護(hù)。整流模塊的輸出特性如圖5所示，輸出短路時(shí)模塊在瞬間把輸出電壓拉低到零，限制短路電流在限流點(diǎn)之下，此時(shí)模塊輸出功率很小，以達(dá)到保護(hù)模塊的目的，這樣模塊長(zhǎng)期可以長(zhǎng)期工作在短路狀態(tài)而不至于損壞，同時(shí)當(dāng)故障排除后模塊可以自動(dòng)恢復(fù)工作。

圖5 整流模塊輸出特性

(4)模塊并聯(lián)保護(hù)。每個(gè)模塊內(nèi)部均有并聯(lián)保護(hù)電路，可以保證模塊發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)退出系統(tǒng)，從而不影響其他正常模塊的工作。模塊并聯(lián)輸出示意圖如圖6所示。

圖6 模塊并聯(lián)輸出示意圖

(5)過溫保護(hù)。模塊的過溫保護(hù)主要是保護(hù)大功率變流器件，這些器件的結(jié)溫和電流過載能力均有安全極限值，正常工作的情況下，系統(tǒng)設(shè)計(jì)留有足夠余量，但在一些特殊條件下，如環(huán)境溫度過高、風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)燈情況下，模塊檢測(cè)散熱器溫度超過一定值時(shí)，就會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)保護(hù)，當(dāng)溫度降低到能夠正常工作的溫度值時(shí)模塊才自動(dòng)啟動(dòng)。

(6)過流保護(hù)。過流保護(hù)主要是保護(hù)大功率變流器件，在變流的每一個(gè)周期，如果通過的電流超過器件承受的電流，模塊就會(huì)關(guān)閉功率器件，以達(dá)到保護(hù)功率器件的目的。

3.2 調(diào)節(jié)功能介紹

(1)電壓調(diào)節(jié)功能。模塊的電壓調(diào)節(jié)主要是指輸出電壓的調(diào)節(jié)，在模塊的輸出端設(shè)有電壓調(diào)節(jié)電位器，當(dāng)模塊和監(jiān)控單元相連接時(shí)，輸出電壓也可以由監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)定，這時(shí)電位器調(diào)節(jié)無效。

(2)測(cè)量功能。模塊的測(cè)量功能主要是測(cè)量模塊的輸出電壓和電流以及模塊的工作狀態(tài)，并通過LCD顯示，可以使用戶直觀方便的了解模塊和系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

(3)遙控功能。遙控：控制模塊的開/關(guān)機(jī)狀態(tài)，以及備用電源(蓄電池)的均/浮充狀態(tài);遙調(diào)：對(duì)輸出電壓和輸出電流的調(diào)節(jié)控制;遙測(cè)：可以在模塊工作時(shí)測(cè)量輸出電流和輸出電壓的值;遙信：通過遠(yuǎn)程監(jiān)控監(jiān)測(cè)模塊的工作狀態(tài)。

4 結(jié)語

本文主要對(duì)智能高頻開關(guān)電源系統(tǒng)中的整流模塊進(jìn)行的設(shè)計(jì)與研究，利用無源PFC電路的原理，改善電路中電流的畸變，外加DC/DC變換器抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲，體現(xiàn)了智能高頻開關(guān)電源系統(tǒng)中整流模塊的優(yōu)點(diǎn)，適用于鐵路、礦山等變電場(chǎng)所。該系統(tǒng)雖然能夠準(zhǔn)確的進(jìn)行交流變換，但是在對(duì)備用電源充電時(shí)的均勻性方面都比較弱，同時(shí)成本也比較高，同時(shí)在防雷濾波方面的改進(jìn)也不是很完善，所以還要在這些方面進(jìn)一步的改善和提高。