高精度穩(wěn)流電源電路設(shè)計
1 前 言
本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/176957.htm作為電真空微波放大管的一種,速調(diào)管以其功率大p效率高的優(yōu)勢得到了廣泛的應用。而速調(diào)管一般都需要外加一個聚焦磁場。為了使速調(diào)管電子槍所打出的電子注不被散射損耗掉,這就要求磁場電源具有較好的電流穩(wěn)定度。
2 性能指標 (1) 輸入:三相50Hz、380V;
(2) 輸出:額定電壓80V,額定電流25A,要求0∽25A連續(xù)可調(diào);
(3) 輸出電流紋波:0.08A;
(4) 輸出電流穩(wěn)定度:0.08A;
3 電路原理
3.1 主回路
主回路采用Buck變換器,原理框圖如圖1所示
圖1 主回路框圖
3.1.1 原理簡介:
50Hz、380V三相交流輸入電壓經(jīng)EMI電網(wǎng)濾波器阻斷噪音信號,通過隔離變壓器降成100V左右的交流電壓,再經(jīng)過整流濾波,變成Buck變換器所需要的平滑直流電壓。圖1中,當N1或者N2導通時,電感L1在未飽和前,電流線形增加,電感L1的極性為左正右負,二極管V1處于關(guān)斷狀態(tài)。當N1和N2都關(guān)斷時,由于電感L1中的磁場作用,改變L1兩端的電壓極性,左負右正,續(xù)流二極管V1導通,以保證輸出電壓和電流不變。由于磁場負載是一個感性負載,當電源不工作時,磁場負載必然會產(chǎn)生一個反向的電壓,二極管V2用來將這一反向的負載能量釋放掉。
3.1.2 關(guān)鍵元器件的選擇
(1) 開關(guān)管N1,N2的選擇:采用三菱公司100A單管IGBT(CM100H-12)。絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)具有MOSFET的工作速度快、輸入阻抗高、驅(qū)動電路簡單和GTR的阻斷電壓高、飽和導通壓降低、載流能力強的優(yōu)點。開關(guān)管的驅(qū)動采用變壓器隔離。與不用變壓器,直接驅(qū)動相比,主回路對驅(qū)動電路的干擾小,不易引起震蕩。由于變壓器工作比的限制,若只用一個IGBT,使得占空比不能超過50%。因此,開關(guān)管由兩個IGBT并聯(lián),用控制電路輸出的相位相差180的脈沖信號驅(qū)動。這樣,占空比就能達到96%,使得輸出電流能在很寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。而且,開關(guān)管的損耗也能減少一半。
(2) 反饋采樣電路:通常,電源的反饋采樣都采用電阻的形式。然而,由于本電源的輸出電流較大,若使用電阻采樣,電阻的功耗比較大。電阻的過分發(fā)熱,必然會引起電阻阻值的變化,從而引起反饋采樣電壓的變化,無法滿足電源的電流精度要求。這部分功耗,對整個電源而言,也是無用的能量損耗。而且,電阻的體積也比較大。采用電阻反饋顯然是不可取的。因此,采用額定值25A的霍爾電流傳感器(CSM025A)作為反饋的采樣。該傳感器具有良好的線性度、抗干擾能力強、低溫漂、寬頻帶等優(yōu)點,能夠很好的滿足電源的電流精度要求。
3.2 驅(qū)動電路
驅(qū)動電路的原理框圖如圖2所示
圖2 驅(qū)動電路框圖
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