高精度穩(wěn)流電源電路設(shè)計

　　目前生產(chǎn)的開關(guān)電源大多采用PWM脈寬調(diào)制方式，少數(shù)采用PFM脈沖頻率調(diào)制。PWM的缺點是受功率開關(guān)管最小導(dǎo)通時間的限制，對輸出電壓不能作寬范圍的調(diào)節(jié);另外，輸出端一般要接假負(fù)載，以防止空載時輸出電壓升高。PFM式開關(guān)電源的輸出電壓調(diào)節(jié)范圍很寬，輸出端可以不接負(fù)載。本電源要求在0∽25A寬范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，因此采用PFM的方式。

　　3.2.2 原理簡介：

　　圖2中，壓控震蕩器VCO輸出頻率由運算放大器的輸出電壓Vo控制的方波，經(jīng)定時器、二分頻器和驅(qū)動放大電路后形成兩路寬度相同的交替脈沖。再經(jīng)過驅(qū)動變壓器T1、T2隔離后，去分別驅(qū)動主回路中的N1、N2兩只IGBT。R2、R3、V2、V3構(gòu)成IGBT柵極與發(fā)射極的快速放電回路，和變壓器T1一起構(gòu)成IGBT的驅(qū)動電路。這種驅(qū)動方法既簡單適用又可靠。

　　3.3 保護電路

　　本電源要求提供過流、過壓、欠壓保護。保護電路原理框圖如圖3所示。

　　圖3　保護電路框圖

　　3.3.1 原理簡介：

　　圖3中，當(dāng)電源產(chǎn)生過流、過壓、欠壓故障時，V1、V2、V3為高電平，D觸發(fā)器檢測到該脈沖電平，鎖存故障。再送入到或門，使得故障輸出V7為高電平。V7分為兩路：一路送到驅(qū)動電路中，關(guān)掉驅(qū)動，保護主回路IGBT開關(guān)管;另一路送到控制保護電路中，關(guān)斷三相380的輸入。

　　3.3.2 欠壓故障的處理方法：

　　由于電源慢啟動的存在，在電源沒有達(dá)到額定電流之前，電源必然會報出欠壓故障。所以，在電源開機穩(wěn)定之前要將欠壓故障先屏蔽掉。作者使用了NE555的單穩(wěn)態(tài)定時器。圖3中，二極管D1、D2構(gòu)成或門電路。開機通電的同時，定時器的輸出電壓V4為高電平,采樣電壓V5為低電平。此時，V6為高電平，沒有欠壓故障。當(dāng)電源達(dá)到額定電流時，V5為高電平，定時器仍然為高電平。當(dāng)定時器所設(shè)定的時間到了，定時器輸出V4為低電平，由于V5已變成高電平，V6始終為高電平。這時，定時器不再起作用，電源能夠正常采樣欠壓故障。

　　4　結(jié)論

　　該電源已應(yīng)用于某型號氣象雷達(dá)的發(fā)射機上，無故障運行3年，工作穩(wěn)定，性能可靠。