日期:2016-5-26(原创文章,禁止转载)
1.概述
本文引用地址: 发电厂及变电站大容量直流系统组屏時充电模块多采用10A或20A高频模块,而在大容量系统中這样用会造成模块数量众多,组屏面数增加,故障点增多。所以,急需研制一种大容量的电源功率模块來解决這些问题。基于此而研发了一种50A/220V全负载范围软开关电站操作电源功率模块,该模块具有以下技术特点:
⑴采用全桥变换电路拓扑,输出功率大; ⑵移相软开关技术,实现ZVS+ZCS-PWM,开关损耗小、效率高,附加元件少; ⑶特殊技术使软开关条件与负载大小无关(全范围软开关)、减小环流和占空比丢失; ⑷模块并联互备份、先进均流技术,可靠均流、热拔插; ⑸采用先进功率器件,提高效率、可靠性、降低成本; ⑹高频开关工作,低噪声,小体积; ⑺采用高频输出整流技术,减小损耗; ⑻采用高频损耗低、居里点高的磁性材料,降低铁损; ⑼采用无源功率因数校正(PFC)技术,以提高功率因数; ⑽采用EMI电路,减小差模共模干扰,改善EMI环境; ⑾采用专用控制集成芯片,电路实现简洁。
2. 相关技术背景简介
2.1无源功率因数校正与输入EMI 电源功率因数(PF)為: ⑴
即谐波因数(失真因数)γ与相移因数的乘积。 对现代功率变换电路,;但谐波严重時,如不采取措施,则γ=0.5~0.8。 PFC分无源型、有源型。无源PFC实际上在输入整流后,采用LC滤波电路來抑制电流谐波。而且,通过增大电感、减小电容可提高输入功率因数。当电感為无穷大時,三相电路的谐波因数γ≈0.955。实际上,电感足够大,即可满足PF要求。图2為三相无源PFC的PF值与电感标幺值的关系曲线。 如:当 時,PF≈γ≈0.94,。
由于,从PFC要求的角度,电容可以很小。因此,只要电容的取值满足直流纹波的要求即可。
仿真和以前产品实验也說明,满足项目要求的PF≧0.92,具有较小电感L的无源PFC技术就可以满足。 设计時应采用特殊的整流技术、滤波电感和电容。
电源输入的非线性引起的主要是低频谐波干扰。高频电磁干扰是开关电源EMI的另一类主要形式。它指150kHz—30MHz的高频传导干扰。分两类:
差模干扰:高频器件开关引起的输入线之间的干扰; 共模干扰:即功率器件、变压器与机壳地之间的漏电流引起的输入线与机壳地之间的干扰。
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