并联均流高频开关电源的研究

法。
　　
　　高频开关电源性能优于相控整流电源，它能否得到广泛工业应用的关键是其可靠性，特别是当输出直流电压较高时应能可靠工作。除元器件及生产工艺等因素外，开关电源的可靠性主要取决于其主电路拓扑结构及控制方法。在设计该电源模块时，笔者选用了可靠性很高的三相电流型PWM整流器来完成三相功率因数校正及移相全桥谐振拓扑，从而实现DC/DC转换；PWM控制则采用电流型控制方法来实现。
　　
　　3.1三相PWM整流器
　　
　　图1所示是一种三相PWM整流器的主电路，该电路的每个桥臂均由2只IGBT和2只二极管组成。其中IGBT的驱动脉冲采用正弦PWM调制脉冲，这样，输入电流和输出调制电压Vd中就只含下式所示的谐波：
　　
　　
　　
　　式中：Id为输出电感中的电流；Vl为输入线电压有效值：P为0～60°区间内的脉冲数；M为调制系数，M=Uo/Um。
　　
　　PWM整流器具有输入功率因数高，输入电流
　　
　　
　　
　　的低次谐波电流含量少，PWM调制脉冲易实现以及成本低等优点。
　　
　　3.2全桥DC/DC变换器
　　
　　a.主电路拓扑
　　
　　根据该高频开关电源的输出功率较大(220V、10A)且工作频率较高(100kHz)等实际情况，笔者选用了全桥隔离式PWM变换器，图2是其电路图。
　　
　　这种线路的优点有二：一是主变换器只需一个原边绕组，通过正、反向电压即可得到正、反向磁通，副边绕组采用全桥全波整流输出。因此变压器铁芯和绕组可得到最佳利用，从而使效率密度得到提高。二是功率开关可在非常安全的情况下运行。
　　
　　b.控制与保护
　　
　　DC/DC变换器采用峰值电流型PWM控制，并采用自主均流法实现多个模块并联运行时的均流控制。这种均流控制方法与电源模块数目无关，且任意1个模块发生故障或退出运行时，均不影响其它模块的均流功能，从而真正实现了N+1冗余运行。
　　
　　PWM脉冲宽度调制开关变换器的控制芯片采用UC3875移相专业控制芯片，该芯片主要应用于全桥变换器电路。它有电压型和电流型控制模式可供选择。UC3875具有限流、输入过压、输出过压、输入欠压等保护功能。自动均流电路采用以最大电流自动均流法为原理的集成均流芯片UC3907，应用UC3907可以调节电源模块的电压并实现并联模块间的均流。
　　
　　用于电力系统中的高频开关电源可满足的技术指标如下：
　　
　　●输入交流电压：380V；
　　
　　●纹波系数：≤0.5%；
　　
　　●电网频率：50Hz；
　　
　　●功率因数：≥0.9；
　　
　　●输出直流电压：220V；
　　
　　●稳压精度：≤0.5%；
　　
　　●模块输出电流：10A；
　　
　　●稳流精度：≤0.5%；
　　
　　●整机输出电流：40A
　　
　　●均流不平衡度：≤0.5%。
　　
　　4结束语
　　
　　本文通过对高频开关电源的研究，设计了一种用于电力系统直流操作电源的高频开关电源整流模块，与现在使用的相控整流电源相比，该模块的重量更轻、体积更小、效率更高、安全性更好。随着电力电子技术的不断发展，均流技术将会更加成熟完善，也必将推动高频开关电源朝着更大规模的方向

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