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    高頻開關(guān)電源內(nèi)輔助電源的工作特性和波形加以闡述

    信息來源:juyunda.cn | 發(fā)布時間:2023年02月08日

        隨著電源技術(shù)的發(fā)展,高頻開關(guān)電源控制從起初的模擬電路逐漸發(fā)展到微處理器、DSP等高集成度的控制器件,這些器件體積小、精密度高,但開關(guān)電源內(nèi)的電磁干擾、輻射相對其他通訊設備工作環(huán)境更強,這對輔助電源提出了更高的要求。電除塵器高頻電源價格,高頻電源廠家高頻開關(guān)電源內(nèi)輔助電源的工作特性和波形加以闡述,并著重根據(jù)實驗數(shù)據(jù)來分析高頻開關(guān)電源設計中應注意的問題和參數(shù)的選擇。

      一、高頻開關(guān)電源的干擾問題

      在目前的智能開關(guān)電源中,都有機內(nèi)微處理器或DSP,作機內(nèi)監(jiān)控和通訊之用。微處理芯片對供電電源要求很高,要求幅值相當穩(wěn)定,更不能帶有較大尖峰毛刺,造成電磁干擾,而且要求輔助電源的交流適應能力比整流器正常工作的范圍更廣。當整流器接上交流輸入電時,必須是監(jiān)控部分先正常工作,進行自檢和各種狀況的檢測,以確定整流器能否開機;如遇高或低交流電壓,整流器雖已停止工作,但監(jiān)控部分仍要正常工作,保持正常的監(jiān)控和通訊。

      某些電源產(chǎn)品運行過程中曾出現(xiàn)無故復位等現(xiàn)象,在進行大功率開關(guān)電源的輔助電源設計的時候,對其進行分析,發(fā)現(xiàn)其輔助電源在不同交流輸入電壓、不同負載條件下存在比較多的問題:交流適應范圍窄,負載能力低,工作波形不穩(wěn)且極不對稱,出現(xiàn)偏磁,電磁干擾極嚴重等。

      一般開關(guān)整流器輔助電源的工作原理是:輸入交流電經(jīng)整流成為高壓直流電,然后經(jīng)變換電路成為低壓高頻方波,再經(jīng)由整流濾波電路成為系統(tǒng)所需的平穩(wěn)低壓直流電,一般由三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓,由一路直流輸出提供高頻變換驅(qū)動脈沖控制環(huán)的電壓反饋信號。由功率變換的主回路上串電阻采樣作為電流反饋信號,功率變換管的驅(qū)動脈沖由UC3844等控制芯片及其外圍電路產(chǎn)生。

      (注:交流低壓是輔助電源開始啟動工作時低輸入電壓實測值)

      可以看到,在較低的交流輸入電壓、無電流反饋條件下輔助變壓器已經(jīng)不能正常工作,其波形的脈寬是不一樣的,有的寬有的窄,而且發(fā)生抖動,示波器已無法穩(wěn)定地抓住波形。電流反饋,波形的脈寬也是有寬有窄,占空比達到了47%,而UC3844的Z大占空比僅為50%,如果增加負載,輸出電壓會降低。

      如何使輔助電源能在交流輸入的上極限、下極限電壓下穩(wěn)定工作,如何使輔助電源所帶負載從空載到過載的全范圍內(nèi)能穩(wěn)定正常工作,都有比較大的難度,這涉及幾方面的技術(shù)難題:功率器件的耐壓、過載能力;高頻變壓器的設計;驅(qū)動脈沖控制回路參數(shù)的選擇。
      二、解決方法

      技術(shù)人員通過一定的理論分析和實驗摸索,對輔助變壓器和控制回路作了相應的改進,終于解決了這個問題。解決辦法是:調(diào)整輔助變壓器的匝比,改變原邊匝數(shù)Np,降低原副邊匝比比例,使低電壓時的占空比減小,遠小于UC3844規(guī)定的上限45%;將UC3844的電流反饋環(huán)節(jié)的RC濾波網(wǎng)絡進行參數(shù)調(diào)節(jié),通過多次實驗摸索,終于獲得了比較理想的參數(shù),濾波電容加大。再次在同樣條件下測試輔助變壓器的同一副邊繞組。

      從這4個波形可以看到改進后的輔助電源無論在交流輸入高或低的情況下(且啟動工作電壓較改進前要低一些),還是在空載或帶重負載的情況下,其工作波形都較改進前更穩(wěn)定,脈寬對稱更均衡,而且?guī)лd能力明顯優(yōu)于改進前。對比在低輸入電壓下,改進后的占空比相對改進前的占空比下降了7%,表明輔助電源的交流輸入在增加負載的情況下,輸出電壓仍能保持穩(wěn)定,帶載能力明顯強于改進前,輔助電源改進工作取得了明顯效果。

      三、經(jīng)驗總結(jié)

      在輔助電源的改進過程中,技術(shù)人員曾經(jīng)從多個方面入手,包括改變電壓反饋環(huán)的PI調(diào)節(jié)參數(shù)、改變脈沖頻率、增大副邊整流后的濾波電容等,但沒有找到問題根源,在交流輸入高低電壓、輕載和過載等情況下,其波形仍然抖動厲害,直流輸出電壓不穩(wěn),在調(diào)節(jié)UC3844的電流反饋環(huán)節(jié)的RC濾波網(wǎng)絡參數(shù)時,也進行了多次實驗才找到了較為合適的匹配參數(shù),由此可見,工程人員在進行理論分析之后仍需要通過不斷實驗來驗證改進結(jié)果。

      以上結(jié)論對采用同樣電路的其他小功率開關(guān)電源也有用處,用這種方法改變控制芯片的電流反饋環(huán)節(jié)的RC濾波網(wǎng)絡參數(shù)后也取得了明顯的效果,具體的參數(shù)因每個電路的區(qū)別而有所不同,但改進的方向是一樣的。