高頻開關電源在微波站的應用
2 高頻開關控制穩(wěn)壓原理本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/178644.htm
開關K以一定的時間間隔重復地接通和斷開,在開關K接通時,輸入電源E通過開關K和濾波電路提供給負載RL,在整個開關接通期問,電源E向負載RL提供能量;當開關K斷開時,輸入電源E便中斷了能量的提供??梢?,輸入電源向負載提供能量是斷續(xù)的,為使負載能得到連續(xù)的能量提供,開關穩(wěn)壓電源必須要有一套儲能裝置,在開關接通時將一部分能量儲存起來,在開關斷開時,向負載釋放。圖2中,由電感L、電容C2和二極管D組成的電路,就具有這種功能。電感L用以儲存能量,在開關斷開時,儲存在電感L中的能量通過二極管D釋放給負載,使負載得到連續(xù)而穩(wěn)定的能量,因二極管D使負載電流連續(xù)不斷,所以稱為續(xù)流二極管。在AB間的電壓平均值EAB可用下式表示:
式中TON為開關每次接通的時間,T為開關通斷的工作周期(即開關接通時間TON和關斷時間TOFF之和)。由式可知,改變開關接通時間和工作周期的比例,AB間電壓的平均值也隨之改變,因此,隨著負載及輸入電源電壓的變化自動調整TON和T的比例便能使輸出電壓V0維持不變。改變接通時間TON和工作周期比例亦即改變脈沖的占空比,這種方法稱為“時間比率控制”(Time Ratio Control,縮寫:為TRC)。
按TRC控制原理,有三種方式
(1)脈沖寬度調制(Pulse Width Modulation,縮寫為PWM),開關周期恒定,通過改變脈沖寬度來改變占空比的方式。
(2)脈沖頻率調制(Pulse Frequency Modulation,縮寫為PFM),導通脈沖寬度恒定,通過改變開關工作頻率來改變占空比的方式。
(3)混合調制,導通脈沖寬度和開關工作頻率均不固定,彼此都能改變的方式,它是以上二種方式的混合。
3 高頻開關電源的特點
(1)重量輕,體積小,采用高頻技術,去掉了工頻變壓器,與相控整流器相比較,在輸出同等功率的情況下,開關整流器的體積和重量只是相控整流器的1/10。
(2)功耗小,效率高,開關電源采用的功率器件一般功耗較小,帶功率因數補償的開關電源其整機效率可達88%,較好的可做到91%以上。
(3)功率因數高,相控整流器的功率因數隨可控硅導通角的變化而變化,一般在全導通時,可接近0.7以上,而小負載時,僅為0.3左右。經過校正的開磁電源功率因數一般在0.93以上,并目基本不受負載變化的影響(對20%以上負載)。
(4)穩(wěn)壓精度可高達0.2%(相控1%)。
(5)噪音低,在相控整流設備中,工頻變壓器及濾波電感工作時產生的可聞噪聲較大,一般大于60 dB。而開關電源在無風扇的情況下可聞噪聲僅為45 dB左右。
(6)維護方便,因為開關電源是模塊式的,可以在運行中更換,不影響工作(相控電源需停機處理)。
(7)實行N+1配套,可靠性高。穩(wěn)定、可靠,長壽命,采用N+1冗余配置。
(8)擴容方便。
(9)可由微機控制,遠端接口,組成智能化電源設備,便于集中監(jiān)控。
(10)對交流輸入要求低,在三相嚴重不平衡時,整流系統仍能輸出,提供穩(wěn)定的直流電。
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