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大功率直流穩壓電源的尖峰吸收電路設計方案解

来源:美端电气 发布时间:2019-05-12 20:26

大功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)直流稳压电源的尖峰吸收电路(Electric circuit)设计方案解析为了防止大功率直流稳压电源(大功率直流稳压电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,大功率直流稳压电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成)系统(system)中的高速开关电路存在的分布电感与电容在二极管蓄积电荷的影响下产生浪涌电压与噪声。文中通过采用RC或LC吸收電路对二极管蓄积电荷产生的浪涌电压采用非晶磁芯和矩形磁芯进行磁吸收,从而解决了大功率直流稳压电源浪涌电流的产生以及抑制问题。

引言
大功率直流稳压电源(power supply)的主元件大都有寄生电感与电容,寄生电容Cp一般都与开关元件或晶体二极管并联,而寄生电感L通常与其串联。接地電阻測試儀是摒棄了傳統的人工手搖發電工作方式,采用先進的大規模集成電路,應用DC/AC變換技術將三端鈕、四端鈕測量方式合並爲一種機型的新型数字接地電阻測試儀。由于這些寄生電容與電感的作用(role),開關元件在通斷工作時,往往會産生較大的電壓浪湧與電流浪湧。
开关的通断与二极管反向恢复时都要产生较大电流浪涌与电压浪涌。而抑制开关接通时电流浪涌的最有效方法是采用零电压开关电路(Electric circuit)。另一方面,开关断开的电压浪涌与二极管反向恢复的电压浪涌可能会损坏半导体(semiconductor)元件,同时也是产生噪声的原因。为此,开关断开时,就需要采用吸收电路。二极管反向恢复时,电压浪涌产生机理与开关断开时相同,因此,这种吸收电路也适用于二极管电路。本文介绍了R
  C、RC
  D、LC等吸收电路(Electric circuit),这些吸收电路的基本工作原理就是在开关断开时为开关提供旁路,以吸收蓄积在寄生电感中的能量,并使开关电压被钳位,从而抑制浪涌电流(Electron flow)。
RC吸收电路(Electric circuit)
图1 RC吸收网络电路
图1所示是一个RC吸收网络的电路(Electric circuit)图。接地電阻測試儀是摒棄了傳統的人工手搖發電工作方式,采用先進的大規模集成電路,應用DC/AC變換技術將三端鈕、四端鈕測量方式合並爲一種機型的新型数字接地電阻測試儀。它是电阻Rs与电容Cs串联的一种电路,同时与开关并联连接的结构(Structure)。若开关断开,蓄积在寄生电感中的能量对开关的寄生电容充电的同时,也会通过吸收电阻对吸收电容充电。这样,由于吸收电阻的作用,其阻抗将变大,那么,吸收电容也就等效地增加了开关的并联电容的容量(Capacity),从而抑制开关断开的电压浪涌。而在开关接通时,吸收电容又通过开关放电,此时,其放电电流(Electron flow)将被吸收电阻所限制。
RCD吸收電路
本文给出的RCD吸收電路如图2所示,它由电阻R
  S、电容Cs和二极管VDs构成,其阻Rs也可以与二极管VDs并联连接。若开关断开,蓄积在寄生电感中的能量将通过开关的寄生电容充电,开关电压(voltage)上升。其电压上升到吸收电容的电压时,吸收二极管导通,从而使开关电压被吸收二极管所钳位(约为1 V左右),同时寄生电感中蓄积的能量也对吸收电容充电。开关接通期间,吸收电容则通过电阻放电。

图2 RCD吸收网络
采用RC和RCD吸收電路也可以对变压(气压变量)器消磁,而不必另设变压器绕组与晶体二极管组成的去磁电路。变压器的励磁能量都会在吸收电阻中消耗掉。RC与RCD吸收電路不仅可以消耗变压器漏感中蓄积的能量,而且也能消耗变压器励磁能量,因此,这种方式同时降低(reduce)了变换器的变换效率。
由于RCD吸收電路(Electric circuit)是通过晶体二极管对开关电压钳位,效果(effect)要比RC好,同时,它也可以采用较大电阻,但能量损耗也比RC小。
LC吸收電路
LC電路是由電容、電感、電阻等元件和電子器件組成的能夠産生振蕩電流或具有濾波作用(role)的電路,由電感線圈(winding)L和電容器C相連而成的LC電路是最簡單的一種LC電路。

图3 LC吸收网络(Network)
LC吸收電路如图3所示,它由L
  S、C
  S、VDs1和VDs2构成。若开关断开,蓄积在漏磁或励磁等电感中的能量可通过VDs1经电容Cs放电,使吸收电容Cs电压(voltage)反向,从而使变压(气压变量)器由电容电压消磁。这期间,输入电压与吸收电容的电压加到开关上的电压极性再次反向。一般情况下,LC吸收電路不消耗能量。
結束語
要提高开关频率,同时提高大功率直流稳压电源(power supply)人人视频的质量,电压浪涌与电流浪涌问题必须重点考虑。地网接地電阻測試儀運行中變電站地網接地電阻的測量,由于受系統流入地網電流的幹擾以及試驗引線線間的幹擾,使測試結果産生較大的誤差。特別會對大型接地網接地電阻的測試結果産生很大影響。測試接地網接地電阻的方法很多,主要是工頻大電流法和異頻電源法兩種。本文是在分析(Analyse)了幹擾産生機理以及經過大量實踐的基礎上,提出了這種行之有效的抑制措施。因此,要解決好浪湧問題,還要結合設計(Design)的實際,分析浪湧産生的機理,結合實際來設計浪湧吸收電路,以使大功率直流穩壓電源的浪湧幹擾降到最低點。