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电源模块如何达到并联体系的稳压输出原理

前语

高频电源模块在二十世纪八十年代进入中国后,因为其具有体积小、重量轻、功率高、噪音低等长处,很多地进入中国邮电通讯。电力部门及其它范畴,其发展迅速,市场潜力无穷,替代了很多传统的中小功率可控硅整流电源。而在传统的工矿企业,如电解电镀。电化。电火花。电池充电。水处理。热处理。焊接。锻炼等许多范畴,现在还在很多运用传统的可控硅整流电源,不符合国家环保节能的方针。现在市场上的单台高频电源模块功率遭到器件的约束及其它要素的约束,难以在大功率(50KW以上)场合实用需求。为了把功率做大,简略的方法即是把很多单台高频电源模块,将其输出简略并联,构成扩流输出。但这种方法有一个局限性,那即是并联后的体系只能是稳流输出,而不能适应稳压输出的使用场合。这篇文章规划思维即是在上述简略并联后的基础上,再独自规划一个输出电压负反应体系,使用电压反应体系的输出来操控各台高频电源模块,构成双闭环反应,然后到达并联体系的稳压输出。因为单台高频电源模块的作业原理尽人皆知,故以下侧重从自动操控体系原理方面介绍并联体系的作业原理。

体系操控原理

并联体系的自动操控原理,在自动操控电机直流调速体系中,有一种转速。电流双闭环反应体系,又称串级体系。

外环是转速反应,内环是电流反应。任何体系表里扰动或电网电流改变构成的转速改变,都能经过外环或内环的反应体系调理,到达安稳的转速输出。这篇文章恰是基于此规划思维,规划了的高频电源模块双闭环反应并联自动操控体系。图中各台高频电源模块本身即是能够独立作业的,且内部构成电压或电流负反应体系。并联体系电压反应归于外环,内环由高频电源模块内部构成。这种并联体系之所以简略,即是在单台独立作业的电源基础上,把输出端简略并联在一起。而输入端的给定 由外环一致加到各台独立的高频电源模块。虚线框内1#2#……N#为各台高频电源模块,其内部自动操控原理图简化为一阶体系份额积分环节,所以各台高频电源模块的稳流或稳压精度很高。图中它们作业在稳流状态下。

体系作业规划原理

单台高频电源模块的技术目标:

输入电压:380V50HZ

输出电压:DC 18V

输出电流:DC 800A

限流值:850A

限压值:18.5V

维护:过流维护、热维护、过压维护、欠压维护

改换功率:>80%

整机电路可分为改换主回路和操控电路两大有些。交流380V电压经输入电源滤波器。输入直流整流滤波得到550V摆布的直流电压,供应脉宽调制器,它有两组IGBT模块。高频变压器及输出整流滤波构成。

PWM操控电路供给交变脉冲经驱动电路来操控IGBT模块的通断,将直流电压改换成交变的20KHZ脉冲电压,经高频变压器阻隔改换成所需的电压,再经输出整流二极管全波整流,得到均匀幅值为18V的直流电压。

操控电路由PWM操控电路。驱动电路。反应取样电路。限流限压电路及辅助电源构成。

PWM 操控电路输出两路互相相位差180度,并有必定死区的脉冲,经驱动电路扩大,操控主回路IGBT模块的通断。为了得到安稳的输出电压或电流,对输出电压或 电流进行采样。反应,与基准值对比。扩大,操控PWM电路的脉冲宽度,调整IGBT的占空比来完成稳压或稳流。同时经过软启动。过流过压维护。短路维护及限压限流电路对电源本身施行维护措施。


单台高频电源模块构成一个电流负反应操控体系,简称内环。

选用了PI调理器的单闭环电流负反应操控体系,既确保了动态安稳性,又能做到无静差,极好地处理了动。静态的对立。其调理原理:在电流给定值不变的情况下,当负载改变或电源内部因素构成了电源输出电流改变时,自动操控调理进程为:经过以上的调理进程,能够确保单台高频电源模块输出安稳的电流。这么,把各个独自作业的高频电源模块输出并联在一起,且作业在稳流状态下,承受同一的电流给定值,就可确保各台高频电源模块输出相同巨细的电流。然后完成并联体系的扩流输出。为了进步体系的全体可靠性,还可依据体系的请求,添加N+1冗于规划。这种简略的组合在一起,当某台高频电源模块呈现毛病,可立即把其关电退出运转并断开输出衔接,把备份的高频电源模块通电投入运转即可。然后把处理毛病的时刻削减到最小。

体系自动操控原理

双闭环并联体系自动操控原理,在高频电源模块体系外添加了一个份额积分调理器,用来调理并联体系的电压。

把并联体系的输出电压反应和并联体系给定值进行对比,其差值经信号扩大,作为高频电源模块体系电流给定值,而高频电源模块体系依据不断改变的电流给定值来调理本身的输出电压,以此确保本身的输出电流依据给定值改变而改变。然后也确保了并联体系输出电压安稳。从闭环反应的结构上看,电流调理环在高频电源模块体系内部是内环,电压调理环在外面称为外环。二者之间实施串级衔接,即以电压调理器的输出作为电流调理器的输入,再用电流调理器的输出作为并联体系输出电压的操控,那么两种调理器效果就能互相配合,相得益彰了。这就构成电压。电流双闭环反应操控体系。为了获得杰出的静。动态功能,两个调理器通常都选用 PI调理器

当因为负载扰动,构成了并联体系电压输出改变,则体系自动操控调理进程为:

上述电压调理进程能够确保并联体系在稳压作业状态下,输出电压安稳。若体系要作业在稳流状态下,只需经过体系内部的选择开关,把外环电压反应单元封闭,直接把电压给定信号加到各台高频电源模块,因为各台高频电源模块本身作业在稳流状态下,然后能够确保并联体系的每台高频电源模块输出平等巨细电流。

从动态安稳性上看,在规划进程 中,先把单台高频电源模块规划调整好,使之能安稳的输出额定电流。然后把各台并联衔接在一起,加上电压反应外环,再按体系规划请求并调整外环,使体系输出电压保持安稳。需求留意的是:内环依据其规划目标要逐个敞开和外环连调,等一切的内环调整好后,再把一切内环敞开,与外环一起调理体系的输出电压和电流。

试验与定论

使用以上原理,制作了一台组合式并联的72KW高频电源模块www.gztoppower.com.详细参数为:AC380V±10%,稳压输出18VDC,限流电流4100ADC;稳流输出4000ADC,限压电压18.5VDC。该并联体系由五台独自的高频电源模块并联组合,每台高频电源模块都输出平等的800A/18V。体系在稳压作业时,即便输出短路也能限流在4100A安稳作业,稳流作业时,输出端开路能完成限压而安稳作业。了解更多电源模块信息请点http://www.gztoppower.com/news/industry.html



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