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电镀用移相全桥软开关的电路解说

由于行业的特殊性,用于电镀的电源较普通电源有着明显不同,电镀电源需要较高的电流输出,而对输出电压则要求较低。电镀电源的电流要求在几千瓦到几十千瓦不等,这种比较大功率的电镀电源大多采用晶闸管相控整流方式

由于职业的特殊性,用于电镀电源较一般电源有着显着不同,电镀电源需求较高的电流输出,而对输出电压则要求较低。电镀电源的电流要求在几千瓦到几十千瓦不等,这种比较大功率的电镀电源大多选用晶闸管相控整流方法。

此篇文章将为我们介绍一种电镀用开关电源,其输出电压从0~12V、电流从0~5000A 接连可调,满载输出功率为60kW。选用了ZVT软开关等技能,一起选用了较好的散热结构。

主电路拓扑结构

考虑到对大电流输出的需求,在主电路的高频逆变部分,本规划选用了IGBT作为功率开关器材的全桥拓扑结构。整个主电路如图1 所示,包含:工频三相交流电输入、二极管整流桥、EMI滤波器、滤波电感电容、高频全桥逆变器、高频变压器、输出整流环节、输出LC 滤波器等。

为了避免偏磁,电路中包含了隔直电容Cb,用它来对变压器的伏秒值进行平衡。考虑到功率的问题,谐振电感LS 只使用了变压器自身的漏感。由于假如该电感太大,将会导致过高的关断电压尖峰,这对开关管极为晦气,一起也会增大关断损耗。另一方面,还会形成严峻的占空比丢掉,引起开关器材的电流峰值增高,使得体系的功能下降。

图1 主电路原理

零电压软开关

高频全桥逆变器的操控方法为移相FB2ZVS操控方法,操控芯片选用Unitrode 公司出产的UC3875N。超前桥臂在全负载范围内完成了零电压软开关,滞后桥臂在75 %以上负载范围内完成了零电压软开关。图2 为滞后桥臂IGBT 的驱动电压和集射极电压波形,能够看出完成了零电压注册。

开关频率挑选20kHz ,这样规划一方面能够减小IGBT的关断损耗,另一方面又能够统筹高频化,使功率变压器及输出滤波环节的体积减小。

图2 IGBT驱动电压和集射极电压波形图

对输出电流进行约束,是为了对电源傍边的开关元件进行维护,避免呈现超出过载承受能力的状况。因而,操控电路选用电压电流双环结构(内环为电流环,外环为电压环) ,调节器均为PID。图3 为操控电路的原理框图。参加电流内环后,不只能够对输出电流加以约束,而且能够进步输出的动态呼应,有利于减小输出电压的纹波。

图3 操控电路的原理框图

在本规划傍边,很多运用了稳压和稳流的操控电路,图4为稳压稳流主动转化电路。其作业原理是:稳流作业时,电压环饱满,电压环输出大于电流给定,然后电压环不起作用,只要电流环作业;在稳压作业时,电压环退饱满,电流给定大于电压环的输出,电流给定运算放大器饱满,电流给定不起作用,电压环及电流环一起作业,此刻的操控器为双环结构。这种操控方法使得输出电压、输出电流均约束在给定范围内,详细的作业方法由给定电压、给定电流及负载三者决议。

图4 稳压稳流主动转化电路

以缩小体积增加功率为意图,本规划选用了软开关的技能,电源实践容量为60kw高频全桥逆变器的操控方法为移相FB2ZVS 操控方法,它使用变压器的漏感及管子的寄生%&&&&&%谐振来完成ZVS。操控芯片选用Unitrode 公司出产的UC3875N。经过移相操控,超前桥臂在全负载范围内完成了零电压软开关,滞后桥臂在75 %以上的负载范围内完成了零电压软开关。

在电镀用电源规划傍边,选用了移向全桥的软开关电源技能。这样做不只减少了开关的损耗和噪声,还让功率器材得以在零电压的状态下完成软开关。从主电路拓扑到操控电路的规划,本篇文章对电镀用电源的规划进了全面详尽的解说,不乏是一篇具有极佳参考价值的文章。

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