大功率IGBT開(kāi)關(guān)型直流穩(wěn)壓電源的可靠性設(shè)計(jì)

1、新聞言論版大功率開(kāi)關(guān)型直流穩(wěn)壓電源的可靠性設(shè)計(jì)北京王棟才王進(jìn)和開(kāi)關(guān)直流穩(wěn)壓電源比可控硅相控逆變直流穩(wěn)壓電源有明顯的優(yōu)越性，代表了當(dāng)今電源技術(shù)的先進(jìn)水平，已被廣泛地應(yīng)用在電力、通信、航空、航天、航船、武器裝備等領(lǐng)域。這種電源采用柵極諧振開(kāi)關(guān)式逆變，逆變效率不低于。應(yīng)用引單片機(jī)實(shí)現(xiàn)“安全預(yù)測(cè)控制”，并解決了電磁輻射對(duì)微機(jī)的干擾。實(shí)現(xiàn)了多種保護(hù)功能和高精度的恒壓、恒流。該電源不僅可專(zhuān)用，也可通用。一、工作原理原理框圖如右圖所示。原理概述如下。三相交流電經(jīng)過(guò)全橋整流、濾波形成直流電壓，通過(guò)逆變部件，轉(zhuǎn)換成以上的高頻交流脈沖，再經(jīng)高頻變壓器降壓，最終由快速整流二極管整流、續(xù)流、濾波，形成緩變的直流電壓。

2、控制電路采用數(shù)字閉環(huán)、模擬閉環(huán)電壓電流反饋，經(jīng)微處理器檢測(cè)處理控制控制器，保證電源具有高精度的穩(wěn)壓、穩(wěn)流特性。二、電路可靠性設(shè)計(jì)主電路及控制電路可靠性措施（）主電路采用具有軟過(guò)度的雙管單端正激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，無(wú)共同導(dǎo)通及單向偏磁現(xiàn)象發(fā)生。（）采用“安全預(yù)測(cè)控制技術(shù)”，用微處理器自動(dòng)識(shí)別、檢測(cè)參數(shù)信息，使電源始終處于最佳工作狀態(tài)。將傳統(tǒng)的事后保護(hù)改變?yōu)槭虑邦A(yù)防。（）控制電路采用厚膜集成電路和全腔體屏蔽技術(shù)，可斷絕外部因素對(duì)模塊的干擾。（）設(shè)計(jì)過(guò)壓、欠壓、缺相、過(guò)流、過(guò)熱多種檢測(cè)保護(hù)功能。元器件降額使用（）開(kāi)關(guān)管工作電壓降額，工作電流降額。（）濾波電容工作電壓降額。（）三相全橋整流器工作電壓降額，工作

3、電流降額。（）高頻整流器續(xù)流器工作電壓降額，工作電流降額。降額損耗、溫升及器件過(guò)荷問(wèn)題（）采用軟過(guò)度方式降低損耗和溫升。（）設(shè)計(jì)緩沖吸收回路降低器件過(guò)荷。（）輸出電感采用裸銅線繞制，有利于散熱降溫。（）設(shè)置輸入電壓軟啟動(dòng)電路，防止開(kāi)機(jī)浪涌電流對(duì)電源自身的沖擊破壞。（）設(shè)置輸出電壓緩升電路，防止輸出浪涌電流對(duì)負(fù)載的沖擊。三、結(jié)構(gòu)工藝的可靠性設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化設(shè)計(jì)整機(jī)的低頻整流濾波器、高頻逆變器、高頻整流器、控制電路及保護(hù)電路均采用標(biāo)準(zhǔn)化部件做成積木式模塊，用少數(shù)幾根連線將模塊組合成整機(jī)，減少了分布參數(shù)產(chǎn)生的干擾。抗震動(dòng)、抗沖擊設(shè)計(jì)考慮到野外機(jī)動(dòng)作業(yè)的工作條件，設(shè)計(jì)時(shí)凡元器件重量在以上的均采取加固措施。機(jī)殼拼板式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表面處理表面進(jìn)行防腐、防銹處理。防潮處理電路板及關(guān)鍵部件采取了防潮處理。四、通風(fēng)散熱設(shè)計(jì)通風(fēng)方式采用短而粗的直通風(fēng)道結(jié)構(gòu)，確保風(fēng)阻小、機(jī)內(nèi)溫升低、不易積灰塵。溫升降額處理選用損耗小的鐵氧體軟磁材料，使高頻變壓器溫升降額；采用裸銅線繞制工藝，使電抗器溫升降額。五、安全性設(shè)計(jì)變壓器、電抗器絕緣等級(jí)為級(jí)。對(duì)大容量電解電容，設(shè)計(jì)了充分限流電路和自動(dòng)放電電路。初、次級(jí)回路之間絕緣電阻，介電強(qiáng)度。初、次級(jí)回路到機(jī)架間絕緣電阻，介電強(qiáng)度。設(shè)置防止電源內(nèi)部短路造成電網(wǎng)短路的保護(hù)裝置。機(jī)殼設(shè)有接地端子，使用時(shí)接地線。六、維修性設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)，通過(guò)插頭座轉(zhuǎn)接，連線