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開關(guān)電源在大功率高壓電源上的應(yīng)用

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最后更新: 2017-07-26 11:20
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詳細(xì)說明
  一、高頻開關(guān)電源組成原理
  高頻開關(guān)整流器一般是先將交流電直接經(jīng)二極管整流、濾波成直流電,再經(jīng)過開關(guān)電源變換成高頻交流電,通過高頻變壓器變壓隔離后,由快速恢復(fù)二極管高頻整流、電感電容濾波后輸出。
  1、主電路
  從交流電網(wǎng)輸入、直流輸出的全過程,包括:
  (1)輸入濾波器:其作用是將電網(wǎng)存在的雜波過濾,同時(shí)也阻礙本機(jī)產(chǎn)生的雜波反饋到公共電網(wǎng)。
  (2)整流與濾波:將電網(wǎng)交流電源直接整流為較平滑的直流電,并向功率因數(shù)校正電路提供穩(wěn)定的直流電源。
  (3)功率因數(shù)校正:位于整流濾波和逆變之間,為了消除由整流電路引起的諧波電流污染電網(wǎng)和減小無功損耗來提升功率因數(shù)。
  (4)逆變:將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電,這是電源外殼高頻開關(guān)電源的核心部分,頻率越高,體積、重量與輸出功率之比越小。
  (5)輸出整流與濾波:根據(jù)負(fù)載需要,提供穩(wěn)定可靠的直流電源。
  2、控制電路
  一方面從輸出端取樣,經(jīng)與設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較,然后去控制逆變器,改變其頻率或脈寬,達(dá)到輸出穩(wěn)定,另一方面,根據(jù)測試電路提供的數(shù)據(jù),經(jīng)保護(hù)電路鑒別,提供控制電路對整機(jī)進(jìn)行各種保護(hù)措施。
  3、檢測電路
  除了提供保護(hù)電路中正在運(yùn)行中各種參數(shù)外,還提供各種顯示儀表數(shù)據(jù)供值班人員觀察、記錄。
  4、輔助電源
  提供開關(guān)電源外殼電源本身所有電路工作所需的各種不同要求的電源(交直流各種等級的電壓電源)。
  二、開關(guān)電源在大功率高壓電源上的應(yīng)用
  隨著電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用和飛速發(fā)展,在越來越多的領(lǐng)域和行業(yè)中,對于大功率、高電壓的直流電源的需求不斷增多。例如民用領(lǐng)域中用于高壓除塵、醫(yī)用CT機(jī)、激光打孔機(jī)等;軍用領(lǐng)域用于真空管雷達(dá)、電磁炮等。
  傳統(tǒng)的高壓電源采用的方案為線性穩(wěn)壓電源,調(diào)整管多為大功率真空電子管,具有體積大、重量重、外圍電路復(fù)雜、效率低等缺點(diǎn);由于工作在工頻50Hz,其變壓器體積大、重量重、維護(hù)不易;電源的整機(jī)效率也不高。這些缺點(diǎn)限制著大功率高壓電源的應(yīng)用。隨著開關(guān)電源電路拓?fù)洹⒖刂评碚摗④涢_關(guān)技術(shù)的逐漸成熟,以及在功率開關(guān)器件、大功率磁性元件、高壓二極管、高耐壓絕緣材料等方面的快速發(fā)展,開關(guān)電源開始逐步應(yīng)用在大功率、高電壓模塊電源外殼電源領(lǐng)域,并以其體積小、重量輕、電路多樣、便于數(shù)字化控制等優(yōu)點(diǎn)基本替代了傳統(tǒng)方案的大功率高壓電源。
  高耐壓絕緣材料和高壓絕緣設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展,使得高壓開關(guān)電源的輸出電壓由開始的幾kV、十幾kV逐步發(fā)展到幾十kV、甚至140kV以上;大功率元器件和軟開關(guān)技術(shù)使得大功率開關(guān)電源的輸出功率也由幾kW、十幾kW升高到了上百kW;DSP技術(shù)的出現(xiàn)使得開關(guān)電源控制電路從模擬電路向著數(shù)字電路發(fā)展;各種傳感器的應(yīng)用使得開關(guān)電源的智能化程度不斷提高。總之,目前對大功率高壓開關(guān)電源的要求,正向著電壓更高、功率更大、功率密度更高、數(shù)字化程度更高的方向發(fā)展。相信隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,大功率、高電壓開關(guān)電源將具有更廣泛的應(yīng)用前景。
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