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基于Vicor模块的通信开关电源设计:利博体育app
2020-11-10 [6459]
本文摘要:输入过滤是由高频率电感器和电容器组成,它能够对交流电脉动饮料电压进行过滤,使之变成较低杂声、较低干扰信号、高品质的交流电输入。在电路层面采行了以下几类对策:  1、为了更好地避免传输阻拦,在輸出尾端配搭了Vicor企业设备的EMI过滤器,而且使沟通交流輸出尾端和过滤器接线端子尽可能周边,联线尽量较短,过滤器的机壳和外壳紧密联接,不错短路故障,那样避免了外界的阻拦根据輸出线传输至电源內部。

輸出

本电源关键应用了Vicor企业的电源模块做为核心搭建,并紧密结合比较简单的外场电路,整个机械体型小、轻便、高效率,确保了长时间超负荷经营的可靠性和可信性。  基础性能指标是輸出电压380VAC20%、输入DC 48V/20A、输入电压调节范畴 49~ 59V、高效率80%、电压稳定性<0.5%、特性阻抗稳定性<1.5%、谐波失真电压Vp-p<0.5%,具有输入过电压、过流保护、过传统短路故障维护。

  原理  电源开关电源基本原理框架图如图所示1下图。  图1开关电源基本原理框架图  沟通交流輸出  輸出380V沟通交流电压后,历经氧化锌压敏电阻、EMI过滤、桥式整流器,暂态电压抑制器转化成310V上下的直流电源力功率要素校准电路。EMI过滤配搭了Vicor企业设备的电源过滤器,能够合理地降低电力网的噪音阻拦。

  功率因数校准电路关键由Vicor企业的谐波电流起伏模块VI-HAMD、VI-BAMD及其髙压过滤电路组成,在其中VI-HAMD是谐波电流起伏控制器,VI-BAMD是谐波电流起伏倍增器。因为谐波电流起伏模块內部具有功率因数校准电路,因而能够把功率因素提高到0.99,另外将輸出的 310V电压提升 到 379V,提供后续DC-DC变换电路和輔助电源。

  髙压过滤电路是由髙压电解电容器组成,它主要是将直流高压电源进行光洁过滤为后续变换储能技术。前面的氧化锌压敏电阻器同暂态电压抑制器一起包括了浪涌电压诱发电路,使模块所承受的沟通交流輸出浪涌电压不高达410V,确保模块会被浪涌电压的冲击性所毁损。  DC-DC变换及输入过滤  该一部分主要是将 379V的直流高压电源更改为 48V的交流电输入电压。DC-DC变换应用Vicor企业的V375A48C600AL模块2个串联用以来搭建。

  输入过滤是由高频率电感器和电容器组成,它能够对交流电脉动饮料电压进行过滤,使之变成较低杂声、较低干扰信号、高品质的交流电输入。  輔助电源  将 379V电压更改为 9V的直流电源力,给维护电路供电系统。

输入

  维护电路  关键搭建输入过电流维护、输入过电压维护及其电源运行状态的指令。谐波电流起伏模块和DC-DC转化器本身具备一部分维护作用,在其中谐波电流起伏模块內部就具有輸出浪涌电流允许、輸出瞬变过电压维护、短路故障维护、输入过电压维护、短路故障维护等作用,还能在工作中不长期时操控后续DC-DC转化器的软启动器;而DC-DC转化器內部也具有輸出、输入过电压维护,輸出、输入欠压保护维护,输入过电流维护,短路故障维护等作用。这种健全的维护作用尽可能的保证 了模块的安全系数,另外也加强了电源开关电源的安全系数。

  虽然模块自身的维护作用很全方位,可是一些维护的范畴并不适合系统软件的技术性回绝。比如大家随意选择模块输出功率时,要充分考虑调额用以,因而模块本身设定的过电流维护点就不容易远远超过技术性回绝,若用以模块自身的过电流维护作用,很可能会再次出现后续电路损坏而电源模块过电流维护还仍未起动的状况。因而依据所务必的确立指标值,专业设计方案了过流维护电路、过电压维护电路等。

另外为了更好地迅速鉴别电源的运行状态及其常见故障有可能再次出现的位置,大家设定了过压、欠压保护、过电流、电源长期的显示灯。  核心技术  恒流电源特点  Vicor企业的DC-DC转化器有一个次级控制扩展槽SC,这一操控尾端作为调整输入尾端 Sense和-Sense中间的受调电压,将电流源加上SC扩展槽,模块的输入电压就可以搭建动态性调节。

电源

  图2为本电源开关电源电路原理图,图上N1和N3为运放电路CA3140,N2为电压标准TL431,V13为晶体三极管BC107,他们协同组成了电流源。CD1和CD2为分离电阻器,根据分离电阻器对输入电流量抽样,将电流转换为电压值,因为该电压值很低,因此 需历经差分放大器N3进行放缩,将这一放缩的电压值送至运算放大器N1的相位角尾端,和由电压标准N2气体压强得到 的标准电压进行比较,根据运算放大器N1的输入来操控晶体三极管V13的运行状态,进而操控SC扩展槽。长期工作中时,运算放大器N1输入低电频,晶体三极管V13正处在总计情况;当输入电流量低于额定电流超出恒流点时,运算放大器N1输入上拉电阻,晶体三极管V13正处在饱和造成 输入电压升高,维护电源,进而超出输入电流量稳定。

另外运算放大器N1输入的上拉电阻被送到比较器N6的3脚,与标准电压比较后输入上拉电阻,点亮过电流显示灯。在这儿,N4、N5、N6型号规格完全一致,配搭的是内置标准电压的比较器LTC1440CN8,电阻器RP3作为调整恒流点的值。  过电压维护  如图2下图,输入抽样电压历经电阻器R25,电阻器RP6终端设备比较器N5的3脚,将标准电压终端设备比较器N5的4脚。

当输入电压小于仅次输入电压时,比较器N5的8脚输入上拉电阻,促使光电耦合器N8的4脚和6脚导通,将输出功率模块的PC尾端短路故障,关掉电源输入,另外点亮过电压显示灯。二极管V14作为在过电压情况时将电源永久性再开,不然,电源不容易正处在打嗝儿情况。

  图2电源开关电源电路原理图  欠压保护指令  输入抽样电压历经电阻器R24,电阻器RP5终端设备比较器N4的4脚,标准电压终端设备比较器N4的3脚。当输入电压高过超过输入电压时,比较器N4的8脚输入上拉电阻点亮欠压保护显示灯。在这儿,电源正处在欠压保护情况时仅有根据显示灯来指令。

电压

  电磁兼容测试  电路同轴电缆间的传输阻拦、电源噪音、电磁波辐射噪音、特性阻抗的怀理性这些难题都是会造成干扰信号。就阻拦自身而言,它必不可少三个标准:干扰信号、藕合途径和敏感源。在电磁兼容测试设计过程中,关键从扩大干扰信号、断开阻拦途径和加强电源本身抗干扰性这三个层面著手。

  在构造层面,大家将电源机箱设计为一个较为密封性的屏蔽掉内腔。内腔底端设计方案为独立国家风管,风管后侧改装轴流式风机,风管、轴流式风机与屏蔽掉内腔阻隔,那样既加强了散热风扇又加强了电源开关电源的屏蔽掉实际效果。

  在电路层面采行了以下几类对策:  1、为了更好地避免 传输阻拦,在輸出尾端配搭了Vicor企业设备的EMI过滤器,而且使沟通交流輸出尾端和过滤器接线端子尽可能周边,联线尽量较短,过滤器的机壳和外壳紧密联接,不错短路故障,那样避免 了外界的阻拦根据輸出线传输至电源內部。  2、在PCB走线上:根据大规模铺装地道路网,扩大接地线电感器来降低噪音;尽量增加电源线、电源线和输出功率线,电流量环城路也尽可能小,进而扩大印制电路板对电磁干扰的藕合;全部处理芯片的电源引脚都连有耦合电容,并使处理芯片的供电系统路线尽可能较短;輸出电路、高频率电路、输入电路各自分离短路故障,随后再作相接到公共性地面上,也就是一点短路故障标准。  3、电源模块自身用以了高频率ZCS电源技术性,ZCS大幅度降低了变换全过程中电源管的导通和软启动器时的dv/dt与di/dt,使模块自身的电源噪音和电磁波辐射噪音阻拦逆的较小;另外模块自身的抗干扰性就比较强悍,因而在做为干扰信号和敏感源层面,电源模块都呈现了不错的磁屏蔽材料作用。此外,在模块和外壳中间用以Y电容来扩大共模电流量,并在输入尾端应用共模电感,重进LC过滤器。

  结果  本电源基本上合乎技术性回绝而且取得成功根据了电磁兼容测试的传输和电磁波辐射检测。运用Vicor模块设计方案的通讯基本电源开关电源和分立元件的设计方案相比,电源模块处理速度低、体型小、功率大,进而可信性、稳定性较为较高,而且改装便捷,常见故障鉴别和维修也较为更非常容易。


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