1前言

目前,，在我國(guó)的變電站,、發(fā)電站等使用直流電的場(chǎng)合，普遍都是采用相控電源,。體積大,、效率低、性能指標(biāo)差等是這種電源的缺點(diǎn),。隨著高頻開(kāi)關(guān)變換技術(shù)的發(fā)展,，這種缺點(diǎn)變得日益突出了。特別是近年來(lái),，器件和電能變換技術(shù)的發(fā)展,，促使高頻開(kāi)關(guān)電源走向小型化、重量更輕,、效率更高,。西安華騰光電有限責(zé)任公司正是順應(yīng)這一歷史潮流開(kāi)發(fā)出了HT220/10型高頻開(kāi)關(guān)電源,。

HT220/10型高頻開(kāi)關(guān)電源是專為分合閘繼電器動(dòng)力母線設(shè)計(jì)的直流電源,。該型號(hào)系單相AC220V（±15％)輸入，DC286V/10A輸出的高性能穩(wěn)壓電源。其輸入采用無(wú)損吸收,、PFC校正電路,，直流變換部分采用最新的全橋移相軟開(kāi)關(guān)技術(shù)（ZVSFB)。這兩項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用,，使本機(jī)具有較高的效率,，功率因數(shù)≥0.99，THD≤5％,，效率≥92％,。

圖1PFC主電路原理圖

2無(wú)損吸收PFC電路

如圖1所示的無(wú)損吸收PFC主電路的原理圖。圖中B1為整流橋,，L1為PFC升壓電感,，D1為隔直二極管，S1為開(kāi)關(guān)管,，C1,，C2，D2,，D3和D4,，L2組成無(wú)損吸收網(wǎng)路，C3為輸出濾波電容,。具體分析過(guò)程如下：當(dāng)S1斷開(kāi)前,，C2中的能量通過(guò)D5及L2轉(zhuǎn)移到了C1中，C2的電壓降至0,。C1的極性如圖1所示,。當(dāng)S1斷開(kāi)時(shí)，C2上開(kāi)始為零電壓,，L1中的電流通過(guò)D3給C2充電,，直到D1導(dǎo)通為止。并且C2的電位通過(guò)D4,、D5箝位到輸出電壓,。同時(shí)C1通過(guò)D2向負(fù)載放電，能抑制S1漏極上電壓的上升時(shí)間,，從而充分地保證S1關(guān)斷在零電壓狀態(tài)下,。當(dāng)S1合上時(shí)，C1的左端通過(guò)S1接地,，電容C2上的電荷通過(guò)D5,、L2轉(zhuǎn)移到C1中。當(dāng)開(kāi)關(guān)再次關(guān)斷的時(shí)候,，重復(fù)上述過(guò)程,。

3DC/DC變換器電路

HT220/10型電源的直流變換部分采用ZVSZCSFB技術(shù),，其具體的主電路如圖2所示，圖中S1～S4為開(kāi)關(guān)管,，帶反并聯(lián)二極管,，C1為隔直電容，Lr為諧振電感,，L為輸出濾波電感,，C0為輸出濾波電容，R為負(fù)載,，其中S1,、S2為超前橋臂，S3,、S4為滯后橋臂,。其基本工作電壓波形如圖3所示。圖中Ip＊為傳統(tǒng)的ZVSFB變換器的原邊電流波形,，Ip為ZVSZCSFB變換器的原邊電流波形,，圖3中的ICS1為ZCS電路中電容的充放電波形。

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圖2DC/DC主電路原理圖

圖3ZVSZCSFB變換器波形圖

4監(jiān)控單元本機(jī)監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單,，顯示單元部分使用3位LED和LED光柱,，電壓顯示用LED數(shù)字顯示，電流顯示用20位的LED光柱,。當(dāng)滿載輸出時(shí),，20位LED全部點(diǎn)亮，D/A采樣選用TI公司的TIL561710位D/A轉(zhuǎn)換器,，中央控制器單元采用89C52單片機(jī)對(duì)各單元進(jìn)行協(xié)調(diào)控制,。其數(shù)字電路部分如圖4所示。

圖4數(shù)字電路圖

5整機(jī)接口

本機(jī)的對(duì)外接口分為交流輸入接口,，直流輸出接口和控制接口,，而且所有的接口為直接插拔方式?？刂平涌诎≧S485總線,，模擬電壓外控，電流外控和報(bào)警接口,。交流輸入有軟起動(dòng)電路防止電網(wǎng)浪涌電壓,，直流輸出隔直二極管，防止電流倒灌,?？刂平涌谝舶ǚ蓝搪繁Ｗo(hù)電路，以避免在插拔過(guò)程中產(chǎn)生瞬態(tài)電壓燒壞器件,。

6結(jié)語(yǔ)

從以上可知,，HT220/10型單機(jī)輸入高頻開(kāi)關(guān)電源的基本特點(diǎn)如下

（1）輸入采用無(wú)損吸收的有源PFC,，不但使本機(jī)

變換具有較高的效率，而且使輸入功率因數(shù)可達(dá)到099,；

（2）DC/DC變換部分采用ZVSZCSFB結(jié)構(gòu),，提

高了整機(jī)效率,，降低了開(kāi)關(guān)損耗,；

（3）本機(jī)配置了簡(jiǎn)單的CPU控制單元使模擬控

制和數(shù)字控制相結(jié)合，有利于用戶的方便使用,；

（4）輸入,、輸出和控制的插拔接口，方便了用戶更

換電源模塊,。

總之,，HT220/10型電源的小型化，高效以及方便可靠是本電源的幾大特點(diǎn),。10A模塊體積僅為370mm×110mm×200mm,。