本科畢業(yè)設(shè)計(jì)闡明書高壓大功率開關(guān)電源設(shè)計(jì)DESIGNOFHIGHPOWERSWITCH學(xué)院（部）：專業(yè)班級(jí)：學(xué)生姓名：指引教師：年月日高壓大功率開關(guān)電源設(shè)計(jì)摘要電源是給電子設(shè)備提供所需要能量設(shè)備，任何電子設(shè)備都離不開電源，這就決定了電源在電子設(shè)備中重要性。電子設(shè)備要獲得好工作可靠性必要有高質(zhì)量電源，因此電子設(shè)備對(duì)電源規(guī)定日趨增高。高壓大功率開關(guān)電源，廣泛應(yīng)用于能源、材料、冶金、化工、制造等諸多工業(yè)領(lǐng)域，并且隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展，規(guī)定電源具備更高輸出功率同步體積更小、效率更高、可靠性更強(qiáng)。軟開關(guān)技術(shù)、高壓高頻變壓器設(shè)計(jì)、構(gòu)造與散熱設(shè)計(jì)等己成為影響電源性能核心技術(shù)。在本文章中，咱們簡(jiǎn)介了開關(guān)電源發(fā)呈現(xiàn)狀。針對(duì)高壓大功率開關(guān)電源用途，也做了詳細(xì)簡(jiǎn)介。在第二章，重要簡(jiǎn)介支撐開關(guān)電源發(fā)展核心技術(shù)。第三章則重要設(shè)計(jì)高壓大功率開關(guān)電源主電路。第四章重要簡(jiǎn)介開關(guān)電源驅(qū)動(dòng)電路，控制電路和保護(hù)電路。核心詞：高壓，大功率，開關(guān)電源，諧振DESIGNOFHIGHPOWERSWITCHABSTRACTPowersupplyforelectronicequipmentprovidestherequiredenergyequipment.Anyelectronicdevicescannotworkwithoutpowersupply.Itdeterminestheimportanceofpowerinelectronicequipment.Electronicequipmenttoobtainagoodworkingreliabilitymustbeofhighqualitypowersupply，sothepowerrequirementsofelectronicdevicesbecomeincreasinglyhigher.Thehighvoltageandhighpowerswitchingpowersupply，iswidelyusedinmanyindustrialfieldsofenergy，materials，metallurgy，chemicalindustry，etc.Andwiththedevelopmentofeconomyandtechnology，requirementofpowersupplywithhigheroutputpoweratthesametime，smallervolume，higherefficiency，reliability.Thesoftswitchtechnology，highvoltagehighfrequencytransformerdesign，structureandthermaldesignhasbecomethekeytechnologyofpowerperformance.Inthispaper，weintroducedthedevelopmentofswitchpowersupply.Applicationforhighvoltagehighpowerswitchingpowersupply，isalsodescribedindetail.Inthesecondchapter，mainlyintroducesthekeytechnologyofsupportingthedevelopmentofswitchingpowersupply.Thethirdchaptermainlydesignofmaincircuitofhighvoltageandhighpowerswitchingpowersupply.Thefourthchaptermainlyintroducesthedrivingcircuitofswitchpowersupply，controlcircuitandprotectioncircuit.KEYWORDS：highvoltage，highpowerswitchingpowersupply，resonance1緒論1.1引言高壓大功率開關(guān)電源在能源、材料、冶金、化工、制造等諸多工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。在規(guī)定開關(guān)電源具備較高功率同步，對(duì)體積、可靠性、效率也提出了更高規(guī)定。當(dāng)前影響開關(guān)電源性能重要技術(shù)有：軟開關(guān)技術(shù)、高壓高頻變壓器設(shè)計(jì)、構(gòu)造與散熱設(shè)計(jì)等。就高壓大功率開關(guān)電源而言，發(fā)展也存在如下幾種狀況：一方面是變壓器。變壓器高變比與體積之間有著不可調(diào)和矛盾，變壓器高輸出規(guī)定繞組之間距離不能太近，電源體積小，也就限制了變壓器體積。這對(duì)變壓器中絕緣材料提出了更高規(guī)定。另一方面是變壓器高變比與非線性之間矛盾，這對(duì)變壓器磁芯材料規(guī)定更高。此外大功率開關(guān)電源特別是在高頻工況下?lián)p耗是非常大，不能忽視。開關(guān)電源損耗重要來(lái)自于如下幾種方面：開關(guān)器件開關(guān)損耗、二極管等半導(dǎo)體器件損耗、變壓器鐵耗和銅耗。為了減少損耗變壓器需要優(yōu)化構(gòu)造并且改進(jìn)變壓器制作工藝。同步可以適合大功率軟開關(guān)技術(shù)來(lái)減少開關(guān)損耗提高效率。隨著電力電子技術(shù)發(fā)展，人們生活中浮現(xiàn)了越來(lái)越多電力電子設(shè)備。而電子設(shè)備都離不開可靠電源。進(jìn)入八十年代，計(jì)算機(jī)電源率先實(shí)現(xiàn)了開關(guān)電源化。九十年代，各種電子，電氣設(shè)備領(lǐng)域都已經(jīng)廣泛使用了開關(guān)電源。開關(guān)電源迅速發(fā)展起來(lái)。開關(guān)電源是運(yùn)用當(dāng)代電力電子技術(shù)控制開關(guān)晶體管導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓一種電源。開關(guān)電源重要由兩某些構(gòu)成，分別是脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制集成芯片IC和絕緣場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET。開關(guān)電源體積小，損耗低，在電子設(shè)備領(lǐng)域已經(jīng)幾乎全面應(yīng)用。開關(guān)電源高頻化是其發(fā)展方向，高頻化是開關(guān)電源小型化，并使開關(guān)電源得到廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了高新技術(shù)產(chǎn)品小型化、輕便化。此外開關(guān)電源發(fā)展有助于節(jié)約能源、節(jié)約資源和環(huán)保。開關(guān)電源經(jīng)歷了三個(gè)重要發(fā)展時(shí)段。第一種階段是功率半導(dǎo)體器件從雙極型器件發(fā)展為MOS型器件，是電力電子器件有也許實(shí)現(xiàn)高頻化，導(dǎo)通損耗大幅度減少，簡(jiǎn)化了電路。第二個(gè)階段是二十世紀(jì)八十年代開始，研究出了高頻化和軟開關(guān)技術(shù)，使得功率器件性能更好，尺寸更小。高頻化和軟開關(guān)技術(shù)是過去二十年國(guó)際電力電子界研究熱點(diǎn)。第三個(gè)階段是二十世紀(jì)九十年代中期開始，電力電子系統(tǒng)集成和集成電力電子模塊技術(shù)開始發(fā)展，成為當(dāng)今國(guó)際電力電子界急需要解決問題之一。當(dāng)代市場(chǎng)上使用高壓開關(guān)電源大多采用晶閘管驅(qū)動(dòng)，有諸多缺陷，如開關(guān)速度低，損耗大，噪聲大，并且限制了高壓開關(guān)電源頻率。雖然國(guó)內(nèi)已有少數(shù)廠家生產(chǎn)高頻高壓開關(guān)電源，但是價(jià)格昂貴，因而研究?jī)r(jià)格低廉高頻高壓開關(guān)電源是大勢(shì)所趨，市場(chǎng)良好。1.2開關(guān)電源發(fā)展方向自1969年以來(lái)成功研制25KHZ開關(guān)電源以來(lái)，專家，學(xué)者，工程師們始終在開關(guān)電源高頻化、高可靠、高效率、低噪聲、低耗抗干擾和模塊化等方面摸索著。但是往往照顧到這一面，此外一面往往不能符合規(guī)定。從八十年代末起，軟開關(guān)技術(shù)成為工程師們研究熱點(diǎn)。雖然研究成果諸多，但是僅僅有兩種符合工程實(shí)用。一項(xiàng)是有源箝位ZVS軟開關(guān)技術(shù)；另一項(xiàng)是全橋移相ZVS軟開關(guān)技術(shù)。近幾十年來(lái)，隨著電力電子技術(shù)發(fā)展，高壓開關(guān)電源在高頻化發(fā)現(xiàn)進(jìn)展十分迅速。如菲利普公司開發(fā)30KW如下移動(dòng)式X光機(jī)X線發(fā)生裝置頻率達(dá)30KHZ以上。德國(guó)霍夫曼公司高壓發(fā)生器頻率高達(dá)40KHZ。自98年以來(lái)通用電氣公司成功研制出高達(dá)100KhzX線機(jī)發(fā)生器。高頻化和大功率是高壓開關(guān)電源發(fā)展重要趨勢(shì)。而需要是開關(guān)電源發(fā)展動(dòng)力。開關(guān)電源可以滿足各種用電需求，帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益非常大。國(guó)內(nèi)在通信領(lǐng)域廣泛使用開關(guān)電源代替相控電源，這一舉措在日后看來(lái)是明智。開關(guān)電源使用為國(guó)家節(jié)約了大量銅材，鋼材和占地面積。總之靈活功率變換方式，高性能，高功率密度，高效率，憑借這些明顯優(yōu)勢(shì)，開關(guān)電源將在21世紀(jì)得到大力發(fā)展。開關(guān)電源發(fā)展離不開技術(shù)支持。功率半導(dǎo)體器件依然是開關(guān)電源發(fā)展龍頭。電力電子技術(shù)想要進(jìn)步，就必要推出新型電力電子器件。功率場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）由于單極性多子導(dǎo)電，明顯減小了開關(guān)時(shí)間，因而很容易達(dá)到1MHZ頻率而備受矚目，但是提高M(jìn)OSFET器件阻斷電壓就必要加快器件漂移區(qū)，這樣做會(huì)使器件內(nèi)阻增大，增大了通態(tài)壓降，因此只能用于中小功率場(chǎng)合。為了減少通態(tài)電阻，美國(guó)IR公司采用了提高單位面積原胞個(gè)數(shù)辦法。自1996年以來(lái)其通態(tài)電阻以每年50%速度下降。對(duì)于肖特基二極管發(fā)展，運(yùn)用Trench構(gòu)造，有望浮現(xiàn)壓降更小肖特基二極管，則有也許在極低電源電壓領(lǐng)域與同步整流MOSFET展開競(jìng)爭(zhēng)。變壓器是電力電子產(chǎn)品或開關(guān)電源中必不可缺部件。平面變壓機(jī)是近來(lái)兩年新產(chǎn)品。平面變壓器不需要銅導(dǎo)線，代之以單層或多層電路板，因而厚度遠(yuǎn)低于常規(guī)變壓器，可以直接印刷在電路板上，因而體積大大縮小，相稱于常規(guī)變壓器五分之一。近幾年，具備各種控制功能芯片也在迅猛發(fā)展，如為了功率因數(shù)校正電路用控制芯片，軟開關(guān)控制用ZVS和ZVC芯片，移相全橋用控制芯片，并聯(lián)均流控制芯片，電流反饋控制芯片等。電路集成進(jìn)一步發(fā)展方向是系統(tǒng)集成。美國(guó)電力電子系統(tǒng)中心已經(jīng)提出系統(tǒng)集成設(shè)想。信息傳播，控制和功率半導(dǎo)體器件所有集成在一起。構(gòu)成元件之間不斷通過導(dǎo)線連接增長(zhǎng)可靠性，采用三維空間熱耗散辦法改進(jìn)散熱。系統(tǒng)集成可以改進(jìn)半自動(dòng)化，半人工組裝工藝，并且可以減少成本，有助于普遍推廣使用。1.3開關(guān)電源核心技術(shù)發(fā)呈現(xiàn)狀1.3.1開關(guān)電源高功率密度和高頻化小型化是開關(guān)電源發(fā)展方向之一。隨著電源頻率不斷增高，開關(guān)電源功率密度也在不斷增長(zhǎng)，開關(guān)電源體積隨之減小，動(dòng)態(tài)特性得到改進(jìn)。但隨著頻率增長(zhǎng)也帶來(lái)了新問題，功率元器件增長(zhǎng)，高頻狀況下電磁兼容問題。當(dāng)前某些新型器件和新型材料浮現(xiàn)，如超級(jí)電容器、平面電容器浮現(xiàn)可以成倍地?cái)U(kuò)大電容容量，納米晶磁性材料問世以及平面變壓器浮現(xiàn)可以成倍減少變壓器、電感等磁性元件體積。開關(guān)電源趨于高頻化小型化同步，人們也面臨著提高電源系統(tǒng)功率密度和工作效率問題。提高效率從此外一方面說(shuō)重要是減少各種開關(guān)損耗。總是高頻化，高效化，高功率密度也是開關(guān)電源發(fā)展方向。1.3.2軟開關(guān)技術(shù)發(fā)展所謂軟開關(guān)技術(shù)是相對(duì)于硬開關(guān)而言。硬開關(guān)指在開關(guān)過程中，各電參量均不為零，浮現(xiàn)了電壓和電流重疊趨于。而軟開關(guān)技術(shù)是指通過電感和電容諧振開變化開關(guān)管關(guān)斷和開通時(shí)電壓和電流軌跡，也就是運(yùn)用各種控制技術(shù)在開關(guān)兩段電壓為零時(shí)開通，或者是流過開關(guān)電流為零時(shí)開關(guān)關(guān)斷。軟開關(guān)技術(shù)較高解決了硬開關(guān)PWM變換器開關(guān)損耗問題。因而二十世紀(jì)七十年代開始，國(guó)內(nèi)外電力電子界不斷研究軟開關(guān)技術(shù)，到當(dāng)前已經(jīng)得到較快發(fā)展。最早浮現(xiàn)軟開關(guān)技術(shù)為全諧振變換器，事實(shí)上是一種負(fù)載型諧振變換器。按照諧振元件諧振方式，分為串聯(lián)諧振變換器和并聯(lián)諧振變換器。諧振元件在變換器工作過程中始終參加諧振工作。其調(diào)節(jié)是通過開關(guān)頻率調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)，且對(duì)負(fù)載關(guān)懷大，對(duì)負(fù)載非常敏感。八十年代中期，浮現(xiàn)了準(zhǔn)諧振變換器。在此類諧振變換器中。諧振元件工作時(shí)間只占一種開關(guān)周期一某些，并不參加全過程。準(zhǔn)諧振變換器通過諧振時(shí)開關(guān)器件上電流和電壓按準(zhǔn)正弦規(guī)律變化，從而創(chuàng)造出零電流開關(guān)條件（或零電壓開關(guān)條件）。因而準(zhǔn)諧振變換器又分為零電流準(zhǔn)諧振變換器和零電壓準(zhǔn)諧振變換器。和全諧振變換器同樣，準(zhǔn)諧振變換器也是通過調(diào)節(jié)頻率來(lái)調(diào)節(jié)電壓輸出。八十年代末期浮現(xiàn)了零開關(guān)PWM變換器，它是將常規(guī)PWM調(diào)制技術(shù)和諧振變換結(jié)合而產(chǎn)生軟開關(guān)技術(shù)。零開關(guān)PWM變換器也分為零電壓開關(guān)PWM變換器和零電流開關(guān)PWM變換器。此類變換器與諧振變換器不同點(diǎn)是恒頻控制，且諧振元件諧振時(shí)間與開關(guān)周期相比起來(lái)很短，只有開關(guān)周期1/10-1/5。九十年代浮現(xiàn)零轉(zhuǎn)換PWM變換器，它是在零開關(guān)PWM變換器基本上發(fā)展起來(lái)。零轉(zhuǎn)換PWM變換器分為零電壓轉(zhuǎn)換PWM變換器和零電流轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)PWM變換器。特點(diǎn)是輔助諧振電路與主功率開關(guān)管并聯(lián)，電路上環(huán)流能量能自動(dòng)保持在較少數(shù)值。當(dāng)前，軟開關(guān)技術(shù)重要用在中小功率場(chǎng)合，對(duì)大功率開關(guān)電源而言軟開關(guān)技術(shù)應(yīng)用還比較少。全橋ZVZCS軟開關(guān)電路，易于實(shí)現(xiàn)，比較合用于大功率開關(guān)電源。1.3.3電源模塊化和均流技術(shù)為了擴(kuò)大變換器容量，在實(shí)際電源應(yīng)用中往往采用器件并聯(lián)或者已有變換器模塊并聯(lián)方式。雖然將各種電力電子開關(guān)器件并聯(lián)起來(lái)作為一種器件使用可以減小每個(gè)開關(guān)管電壓應(yīng)力、電流應(yīng)力，但是這樣做會(huì)調(diào)節(jié)原有電力電子器件變換器構(gòu)造，并且變換器中尚有也許浮現(xiàn)能量循環(huán)流動(dòng)。因而從長(zhǎng)遠(yuǎn)看器件并聯(lián)并不是變換器并聯(lián)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)前使用較多是將多臺(tái)變換器輸出端并聯(lián)在一起，即變換器模塊并聯(lián)，一起向負(fù)載供電。這樣狀況下，負(fù)載輸出電壓不變，各個(gè)電源模塊提供流過負(fù)載電流。這種模塊化并聯(lián)方式并不變化變換器構(gòu)造，而是將既有變換器進(jìn)行組合，比較靈活，使用以便。原則化模塊并聯(lián)運(yùn)營(yíng)分布式供電系統(tǒng)已成為高頻開關(guān)直流變換器洗衣桶發(fā)展一種重要趨勢(shì)。相對(duì)于老式集中式供電系統(tǒng)，其優(yōu)勢(shì)明顯。由于原則化模塊電源可以通過任何組合和分解來(lái)實(shí)現(xiàn)任意擴(kuò)展電源系統(tǒng)。模塊并聯(lián)運(yùn)營(yíng)方式可以減小流過每個(gè)開關(guān)器件電流從而減輕了開關(guān)器件熱應(yīng)力和電流應(yīng)力。提高了開關(guān)器件可靠性以及系統(tǒng)輸出電流容量。要懂得當(dāng)開關(guān)器件溫度不不大于60℃，其壽命將大幅度減少，只有工作在25℃六分之一。模塊化并聯(lián)運(yùn)營(yíng)方式容易實(shí)現(xiàn)電源系統(tǒng)N+n（N≥n）冗余輸出，所謂N+n冗余輸出是指,電源系統(tǒng)是由N+n臺(tái)獨(dú)立電源并聯(lián)而成，其中N臺(tái)是指系統(tǒng)正常工作時(shí)負(fù)責(zé)為負(fù)載提供能量電源，而此外n臺(tái)留作備用。這樣就提高系統(tǒng)可靠性。模塊化并聯(lián)運(yùn)營(yíng)方式容易實(shí)現(xiàn)電源系統(tǒng)低電壓狀況下大電流輸出，并且可以減少產(chǎn)品種類，便于原則化生產(chǎn)。但電源模塊化并聯(lián)也存在這問題。由于在實(shí)際中，由于誤差或工藝水平制約，它們參數(shù)不也許完全一致，并且各個(gè)模塊參數(shù)還會(huì)隨著外部環(huán)境而變化。因而就導(dǎo)致了外特性好模塊承擔(dān)較大負(fù)載，電流很大；而外特性差模塊承肩負(fù)載小，電流小。其成果必然導(dǎo)致分擔(dān)電流多模塊熱應(yīng)力大，流過電流將一方面達(dá)到模塊最大限制電流，引起系統(tǒng)不穩(wěn)定工作。因而，必要引入有效均流辦法來(lái)保證各模塊輸出電流都可以保持在容許范疇內(nèi)，使各模塊安全穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)。當(dāng)前解決均流問題重要辦法有均流電抗器自動(dòng)均流法、平均電流自動(dòng)均流法、自動(dòng)主從控制法、主從控制法，重要從變換器自身和控制方略兩某些考慮。1.4課題研究?jī)?nèi)容和研究辦法脈沖功率技術(shù)是在二十世紀(jì)六十年代隨著核物理技術(shù)、電子束、加速器、激光和等離子技術(shù)研究開展迅速發(fā)展出來(lái)一門高技術(shù)新興學(xué)科。脈沖功率技術(shù)常用儲(chǔ)能元件為電容器。對(duì)電容器高效迅速充電是脈沖功率技術(shù)前提。老式充電方式為伺服電機(jī)控制直流高壓充電方式和LC諧振恒流充電電路。由于老式充電電源都工作在工頻狀態(tài)，并且設(shè)備笨重，體積大，自動(dòng)化限度低。隨著脈沖功率技術(shù)飛速發(fā)展，規(guī)定高壓恒流充電就提出了更高規(guī)定，高功率、高效率、高度自動(dòng)化、小型化是高壓恒流充電發(fā)展趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)運(yùn)用開關(guān)電源技術(shù)實(shí)現(xiàn)恒流充電技術(shù)研究始終在進(jìn)行，但大多數(shù)都是中小功率。對(duì)于大功率恒流充電技術(shù)仍是以中頻變換為主。如西北核技術(shù)所“50KV/4A高壓恒流電源”，前級(jí)采用可控硅實(shí)現(xiàn)恒流源，再通過可控硅全橋逆變技術(shù)實(shí)現(xiàn)恒流充電，逆變頻率為1Khz，平均輸出功率為100Kw，在中頻高壓恒流充電技術(shù)中占據(jù)重要地位，而高頻化大功率恒流充電技術(shù)還不完善。正是在這種狀況下選取了課題：高壓大功率開關(guān)電源設(shè)計(jì)。依照高壓開關(guān)電源特點(diǎn)，本課題將選取諧振變換器作為電源拓?fù)錁?gòu)造。阻礙高壓大功率開關(guān)電源發(fā)展一種重要難題是高頻變壓器研制。通過結(jié)合電路工作形式選取適合高壓大功率場(chǎng)合高壓變壓器。控制器是開關(guān)電源技術(shù)核心，本文將選取SG3525作為控制器。2高壓大功率開關(guān)電源工作原理分析2.1推動(dòng)高壓大功率開關(guān)電源發(fā)展重要技術(shù)2.1.1功率半導(dǎo)體器件 二十世紀(jì)九十年代，功率半導(dǎo)體器件有了許多進(jìn)展，特別是在電力電子變換方面，如：1）功率MOSFET和IGBT已經(jīng)完全取代晶體管GTR和中小電流晶閘管，使得實(shí)際開關(guān)電源高頻化有了也許。MOSFET同步整流技術(shù)和超快恢復(fù)二極管研發(fā)，也為開關(guān)電源高效率創(chuàng)造了條件。2）功率半導(dǎo)體水品超過預(yù)測(cè)，電壓電流額定值分別達(dá)到：IGBT，3300V，1200A和2500V，1800A；PowerMOSFET,500V,240A;GCT,4.5KV,3KA;二極管，5000V，4000A。3）碳化硅是功率半導(dǎo)體器件抱負(fù)材料，已作出25mm,40mm晶片，并試制出一批器件樣品。如肖特基二極管，1750V，70mA,正向壓降V=1.3V。但是碳化硅器件要達(dá)到實(shí)用化還需要一定期間。碳化硅是功率半導(dǎo)體晶片抱負(fù)材料，有著禁帶寬、工作溫度高、通態(tài)電阻小、導(dǎo)熱性好。漏電流極小、PN結(jié)耐壓高長(zhǎng)處。有助于制造出耐高溫高壓大功率半導(dǎo)體器件。4）二十世紀(jì)八十年代，將功率器件與智能控制、驅(qū)動(dòng)、邏輯電路、保護(hù)等集成封裝，稱為智能功率模塊（IPM）或智能功率集成電路。智能功率模塊工作電壓可高達(dá)15V，環(huán)境溫度達(dá)+125℃。二十世紀(jì)九十年代，隨著大規(guī)模分布電源系統(tǒng)發(fā)展，將IPM設(shè)計(jì)理念推廣到更大容量、更高電壓集成電力電子電路，提高了集成度，稱之為集成電力電子模塊（IPEM）。IPEM將功率器件與電路控制，以及檢測(cè)、執(zhí)行元件集成封裝，得到原則可制造模塊，既可用于原則設(shè)計(jì)也可以用于專用特殊設(shè)計(jì)，長(zhǎng)處是可高效為顧客提供產(chǎn)品，明顯減少成本，提高可靠性。2.1.2高頻高壓變壓器高頻高壓變壓器設(shè)計(jì)是研制高壓開關(guān)電源最困難難題之一。高頻高壓變壓器體積普通只有工頻變壓器幾十分之一，使得漏感、分布電容、絕緣、磁芯選用都非常復(fù)雜，幾乎找不到現(xiàn)成完整技術(shù)材料。高頻高壓變壓器兼有逆變變壓器、高壓變壓器、脈沖變壓器特點(diǎn)，存在著絕緣、能量傳播、波形畸變等重要問題。高頻高壓變壓器設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循如下原則：完全運(yùn)用繞組漏感作為諧振電感來(lái)簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)。2.盡量減小繞組分布電容。3.盡量增長(zhǎng)絕緣厚度，保證足夠絕緣強(qiáng)度。2.1.3控制技術(shù)控制器是進(jìn)行控制和驅(qū)動(dòng)全橋逆變器工作是高壓開關(guān)電源技術(shù)實(shí)現(xiàn)核心。已有某些集成芯片，例如美國(guó)某家公司成產(chǎn)UC386X系列控制芯片，這些芯片合用于零電流開關(guān)和零電壓開關(guān)諧振變換器。但這些產(chǎn)品僅適合中小功率電源，更不能滿足高壓大功率開關(guān)電源需要。由于開關(guān)電源強(qiáng)非線性，以及它具備離散和變構(gòu)造特點(diǎn)、負(fù)載性質(zhì)多樣性，主電氣性能必要滿足大范疇變化，因此這些使開關(guān)變換器控制問題和控制器設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，某些新控制辦法，如自適應(yīng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，以及各種調(diào)制方略都在開關(guān)電源應(yīng)用，已經(jīng)在引起人們注意。電流型控制以及多環(huán)控制已在開關(guān)電源中得到廣泛應(yīng)用：電荷控制、一周期控制、H∞控制、DSP控制技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用及相應(yīng)專用集成控制芯片控制，使開關(guān)電源動(dòng)態(tài)性能有了很大提高，電路也大幅度簡(jiǎn)化。圖2-1控制回路原理圖2.1.4有源功率因數(shù)校正技術(shù)由于輸入端有整流濾波和濾波電容，許多整流電源供電電子設(shè)備使電網(wǎng)側(cè)（輸入端）功率因數(shù)僅為0.65。用有源功率因數(shù)校正技術(shù)（簡(jiǎn)稱APFC）可提高到0.95～0.99.既治理了電網(wǎng)“諧波”污染，又提高了電源整體效率。此外有高頻磁元件、飽和電感應(yīng)用、分布電源、電源智能化技術(shù)、開關(guān)電源EMI與EMC等技術(shù)都推動(dòng)了開關(guān)電源發(fā)展。2.2高壓大功率開關(guān)電源設(shè)計(jì)基本原理2.2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理開關(guān)電源采用功率半導(dǎo)體器件作為開關(guān)器件，通過周期性間斷工作，控制開關(guān)器件占空比來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓。開關(guān)電源基本構(gòu)成如圖2.2所示，其中DC/DC變換器進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換，她是開關(guān)電源核心某些，此外尚有起動(dòng)、過流與過電壓保護(hù)、噪聲濾波等電路。輸出采樣電路（R1、R2）檢測(cè)輸出電壓變化，與基準(zhǔn)電壓U比較，誤差電壓通過放大和脈寬調(diào)制（PWM）電路，再通過驅(qū)動(dòng)電路控制功率器件占空比，從而達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓大小目。圖2.3是一種電路實(shí)現(xiàn)模式。DC/DC變換器有各種電路形式，慣用有工作波形為方波PWM變換器以及工作波形為準(zhǔn)正弦波諧振型變換器。圖2-2開關(guān)電源基本構(gòu)成圖2-3開關(guān)型穩(wěn)壓電源原理圖對(duì)于串聯(lián)線性電源，輸出對(duì)輸入瞬態(tài)響應(yīng)特性重要由調(diào)節(jié)管頻率特性決定。但對(duì)于開關(guān)穩(wěn)壓電源，輸入瞬態(tài)變化比較明顯體當(dāng)前輸出端。提高開關(guān)頻率同步，由于反饋放大器頻率特性得到改進(jìn)，開關(guān)電源瞬態(tài)響應(yīng)特性也得到改進(jìn)。負(fù)載變化瞬態(tài)響應(yīng)問題重要由輸出端LC濾波器特性決定，因此可以運(yùn)用提高開關(guān)頻率、減少輸出濾波器LC乘積辦法改進(jìn)瞬態(tài)響應(yīng)特性。高壓大功率開關(guān)電源系統(tǒng)原理框圖如圖2.4所示。高壓電源輸入信號(hào)來(lái)自220V交流市電，經(jīng)整流濾波后與PWM脈沖調(diào)制器輸入信號(hào)一起驅(qū)動(dòng)高頻變壓器，通過高頻變壓器得到高壓電源再經(jīng)整流濾波后，輸出直流高壓。輸出反饋信號(hào)經(jīng)光電隔離后反饋給脈沖調(diào)制器，通過與脈沖調(diào)制器中誤差放大器中基準(zhǔn)電壓相比較，控制脈沖調(diào)制器輸出占空比，以調(diào)節(jié)輸出電壓。圖2-4系統(tǒng)原理框圖2.2.2高壓大功率開關(guān)電源構(gòu)成高壓大功率開關(guān)電源重要有如下幾種某些構(gòu)成：主電路從交流網(wǎng)輸入，直流輸出全過程，涉及一下幾種某些：輸入濾波器其作用是將電網(wǎng)存在雜波濾除，同步也阻礙本機(jī)產(chǎn)生雜波反饋到公共電網(wǎng)。整流與濾波將電網(wǎng)交流電源直接整流為較平滑直流電，以供下一級(jí)變換。逆變將整流直流電變成高頻交流電。這是高壓大功率開關(guān)電源核心某些，頻率越高，體積，重量與輸出功率之比越小。輸出整流與濾波依照負(fù)載需要，提供可靠穩(wěn)定直流電源控制電路一方面從輸出端取樣，經(jīng)與設(shè)定原則進(jìn)行比較，然后去控制逆變器，變化其頻率或脈寬，達(dá)到輸出穩(wěn)定，另一方面，依照測(cè)試電路提供數(shù)據(jù)，經(jīng)保護(hù)電路鑒別，提供控制電路對(duì)整機(jī)進(jìn)行各種保護(hù)辦法。（3）檢測(cè)電路除了提供保護(hù)電路正在運(yùn)營(yíng)中各種參數(shù)外，還提供各種儀表顯示數(shù)據(jù)（4）輔助電源為控制電路和保護(hù)電路提供滿足一定技術(shù)規(guī)定直流電源，以保證她們工作穩(wěn)定可靠。輔助電源可以是獨(dú)立，也可以由開關(guān)電源自身產(chǎn)生。2.3開關(guān)變換器開關(guān)變換器分為DC/DC和AC/DC兩大類，DC/DC變換器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)模塊化，且設(shè)計(jì)技術(shù)及生產(chǎn)工藝在國(guó)內(nèi)外均已成熟和原則化，并已得到顧客承認(rèn)，但AC/DC模塊化，因其自身特性使得在模塊化進(jìn)程中，遇到較為復(fù)雜和技術(shù)和工藝制造問題。2.3.1DC/DC變換DC/DC變換是將固定直流電壓變成可變直流電壓，也稱之為直流斬波，斬波器工作方式分為兩種，一種是脈寬調(diào)制方式Ts不變，變化ton（通用），而是頻率調(diào)制方式，ton不變，變化Ts（易產(chǎn)生干擾）,其詳細(xì)電路由如下幾類：Buck電路——降壓斬波器，其輸出平均電壓U0不大于輸入電壓Ui,極性相似。Boost電路——升壓斬波器，其輸出平均電壓U0不不大于輸入電壓Ui，記性相似。Buck-Boost電路——升壓或降壓斬波器，其輸出平均電壓U0不不大于或不大于輸入電壓Ui，極性相反，電感傳播。Cuk電路——升壓或降壓斬波器，其輸出平均電壓U0不不大于或不大于輸入電壓Ui，極性相反，電容傳播。2.3.2隔離型變換器DC/DC變換器用于開關(guān)電源時(shí)，諸多狀況下規(guī)定輸入與輸出間進(jìn)行電隔離，這時(shí)必要采用變壓器進(jìn)行電隔離。此類變換器把直流電壓和電流變換變?yōu)楦哳l方波電壓和電流，經(jīng)變壓器升壓或降壓后，再經(jīng)整流平滑濾波變?yōu)橹绷麟妷汉碗娏鳌Ｒ蚨祟愖儞Q器又稱之為逆變整流型變換器。推挽型變換器和半橋型變換器推挽型變換器和半橋型變換器是典型逆變整流型變換器，電路構(gòu)造和工作波形如圖2.5所示：圖2-4推挽型和半橋型變換電路加在變壓器一次繞組上電壓幅度為輸入電壓Ui，寬度為開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間ton脈沖波形，變壓器二次電壓經(jīng)二極管V1、V2全波整流為直流。圖2.4（a）表達(dá)推挽型變換器電路構(gòu)造和工作波形,圖2.4（b）表達(dá)半橋型變換器電路構(gòu)造和工作波形。如只從輸出側(cè)濾波器來(lái)看，工作波形和降壓斬波器完全相似，二次側(cè)濾波電感用于儲(chǔ)藏能量，若以圖中所示占空比來(lái)表達(dá)時(shí)，電壓變換比m與降壓型變換器相類似，即m=D/n(2.1)式中n為變壓器匝數(shù)之比，n=N1/N2;N1為一次繞組匝數(shù)；N2為二次繞組匝數(shù)。推挽型變換器中變壓器存在直流勵(lì)磁問題，基本上不使用。半橋型變換器只有一種一次繞組，因而變壓器運(yùn)用率高，并且不容易浮現(xiàn)直流勵(lì)磁。正激型變換器正激型變換電路如圖2.6所示。它是采用變壓器耦合降壓型變換器電路。與推挽型變換器同樣，加在變壓器一次側(cè)（一半）上電壓振幅為輸入電壓Ui,寬度為開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間ton脈沖波形，變壓器二次側(cè)電壓經(jīng)二極管全波整流變?yōu)橹绷鳌D2-5正激型變換電路電路工作過程：開關(guān)S導(dǎo)通后，變壓器繞組N1兩段電壓為上正下負(fù)，與其耦合N2繞組兩段電壓也是上正下負(fù)，因而V1出于通態(tài)，V2出于斷態(tài)，電感L電流逐漸增長(zhǎng)；S斷開后，電感L通過V2續(xù)流，V1關(guān)斷。S關(guān)斷后變壓器激磁電流經(jīng)N3繞組和V3流回電源。隔離性Cuk變換器隔離性Cuk變換電路如圖2.6所示（二極管V導(dǎo)通）。開關(guān)斷開時(shí)，電感L1電流IL1對(duì)電容C11充電。同步，C12也充電，開關(guān)S導(dǎo)通后，二極管V變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)。C12通過L2向負(fù)載供電，這時(shí)C11也出于放電狀態(tài)。穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，電容C11充放電電荷量相等。圖2-6隔離性CUK變換電路全橋型變換器全橋型變換器如圖2-7所示，S1、S3及S2、S4是兩對(duì)開關(guān)，互相交互通斷，但兩對(duì)開關(guān)導(dǎo)通有時(shí)間差，因此變壓器一次側(cè)加電壓U為脈沖寬度，等于其時(shí)間差方型波電壓。變壓器二次側(cè)二極管將此電壓整流為方波，再經(jīng)濾波器變?yōu)槠交绷麟姽?yīng)負(fù)載。圖2-7全橋型變換電路2.3.3串聯(lián)諧振變換器負(fù)載與諧振回路L-C以串聯(lián)形式構(gòu)成稱之為串聯(lián)諧振變換器電路，電容恒流充電電源規(guī)定電源具備恒流源特性，串聯(lián)諧振變換器具備這種特性。串聯(lián)諧振電路沒有負(fù)載時(shí)，電路沒有了電壓調(diào)節(jié)能力。但是串聯(lián)諧振電容可以作為格直電容，因而這種電路可以不加任何其她構(gòu)造直接用于全橋逆變器中。并且當(dāng)開關(guān)頻率低于諧振頻率一定期，輸出電流基本上保持不變，即具備電流源特性，使電源具備固定短路保護(hù)能力。圖2-8串聯(lián)諧振變換器電路圖2-8為串聯(lián)諧振變換器電路用于電容器充電裝置原理圖。圖中U0由三相交流電整流得到，Q1～Q4和D1～D4構(gòu)成全橋逆變器，Cr為串聯(lián)諧振電容，Lr為高壓變壓器漏感。高頻變壓器將高頻低壓電升為高壓經(jīng)硅堆整流向負(fù)載電容C0充電。2.3.4AAC/DC變換是將交流變?yōu)橹绷鳎涔β柿飨蚴强梢噪p向，功率流由電源流向負(fù)載成為整流，功率由負(fù)載返回電源稱之為“有源逆變”。AC/DC變換器輸入為50/60Hz交流電，因必要經(jīng)整流、濾波，因體積相對(duì)較大濾波電容器是必不可少，同步因遇到安全原則及EMC指令限制，這樣就限制了AC/DC電源體積小型化。此外由于內(nèi)部高頻、高壓、大電流動(dòng)作開關(guān)，使得解決EMC電磁兼容問題難度增大，也就對(duì)內(nèi)部高密度安裝電路設(shè)計(jì)提出了很高規(guī)定，由于同樣因素，高電壓、大電流開關(guān)使得電源工作消耗增大，限制了AC/DC變換器模塊化進(jìn)程，因而必要采用電源系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)辦法才干使其工作效率達(dá)到一定滿意限度。AC/DC變換按電路接線方式看分為：半路電路、全波電路。按電源相數(shù)可分為單相、三相、多相。按電路工作象限又可分為一象限、二象限、三象限、四象限。2.4控制方式開關(guān)電源控制辦法重要有兩種，脈沖寬度調(diào)制（PWM）、脈沖頻率調(diào)制（PFM）。PWM控制方式是當(dāng)前在開關(guān)電源中最為廣泛一種控制方式，該方式在頻率一定狀況下，通過對(duì)一系列脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制，從而變化占空比來(lái)等效獲得所需要電壓。它特點(diǎn)是噪音低、滿負(fù)載時(shí)效率高且能工作在持續(xù)導(dǎo)電模式。缺陷是輕載時(shí)效率會(huì)減少，從而影響開關(guān)電源性能。PWM脈寬調(diào)制，是靠變化脈沖寬度來(lái)控制輸出電壓，通過變化周期來(lái)控制其輸出頻率。而輸出頻率變化可通過變化此脈沖調(diào)試周期來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣。使調(diào)壓和調(diào)頻兩個(gè)作用配合一致，且與中間直流環(huán)節(jié)無(wú)關(guān)，因而加快了調(diào)節(jié)速度，改進(jìn)了動(dòng)態(tài)性能。由于輸出等幅度脈沖只需要直流電源供電，可用不控整流器代替取代相控整流器，使電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)大大改進(jìn)。運(yùn)用PWM逆變器可以抑制或消除低次諧波。加上使用自關(guān)斷器件，開關(guān)頻率大幅度提高，輸出波形可以非常接近正弦波。脈寬調(diào)制控制方式就是對(duì)逆變電路開關(guān)器件通斷進(jìn)行控制，使輸出端得到一系列幅值相等脈沖，用這些脈沖來(lái)代替正弦波或所需要波形，也就是在輸出波形半個(gè)周期產(chǎn)生各種脈沖，使各脈沖等值電壓為正弦波形，所獲得輸出平滑且低次斜波斜波少。按一定規(guī)則對(duì)各脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制，即可變化逆變電路輸出電壓大笑，也可變化輸出頻率。并且，采用普通PWM調(diào)制方式，對(duì)元器件規(guī)定也不會(huì)太高，很適合于實(shí)現(xiàn)設(shè)備高性價(jià)比。PWM控制方式，通過變化脈沖寬度來(lái)變化占空比喻式。PFM控制方式，導(dǎo)通脈沖寬度恒定，通過變化工作頻率來(lái)變化占空比喻式。混合調(diào)制方式導(dǎo)通脈沖頻率和脈沖寬度均不一定，彼此都能變化方式。它是以上兩種方式混合。表2.1控制方式比較控制方式PWM調(diào)制PFM調(diào)制PWM/PFM切換調(diào)制特點(diǎn)重載時(shí)效率高，電感電流波動(dòng)較小，輸出波紋小，對(duì)電感規(guī)定不高低負(fù)載時(shí)效率高，電感電流波動(dòng)較大，輸出波紋大，對(duì)電感規(guī)定高結(jié)合了PWM和PFM調(diào)制特點(diǎn)，可以在重載與輕載時(shí)之間來(lái)回轉(zhuǎn)換合用場(chǎng)合重載輕載較寬范疇(資料來(lái)源：張麗華.開關(guān)電源[Z].北京：高等教誨出版社，)3大功率開關(guān)電源主電路設(shè)計(jì)3.1主電路整體設(shè)計(jì)與技術(shù)指標(biāo)變換器重要技術(shù)指標(biāo)如下:輸入電壓:380V±10%開關(guān)頻率:20kHz輸出電壓:1200V額定電流:10A輸出功率:24kw最大占空比:90%高壓大功率開關(guān)電源主電路圖如圖3.1所示。主電路由交流輸入、三相不控整流、輸入濾波、全橋逆變、高頻變壓器、LCD箝位網(wǎng)絡(luò)以及輸出濾波八個(gè)某些構(gòu)成。圖3-1主電路整體設(shè)計(jì)框圖3.2主電路設(shè)計(jì)及器件選型3.2.1輸入濾波電容選取輸入交流電通過全橋整流后得到脈動(dòng)直流電壓波形Vin，輸入濾波電路用來(lái)平滑脈動(dòng)電壓，使其脈動(dòng)減小，接近平直。濾波電容選取考慮如下兩個(gè)因數(shù):1、直流電壓脈動(dòng)大小。若電容C選取過小，電壓脈動(dòng)將增大，需要較高閉環(huán)控制增益和過大占空比調(diào)節(jié)范疇。2、輸入功率因素。若電容C選取過大，電壓脈動(dòng)減小但輸入電流脈沖寬度變窄，峰值增高，諧波分量增長(zhǎng)，輸入功率因數(shù)減少，此外選取過大電容值，會(huì)增長(zhǎng)設(shè)計(jì)成本和體積。電路輸入端對(duì)濾波電容充能，充能頻率為整流橋六脈波輸出頻率，后級(jí)輸出端從電容提取能量，則每個(gè)脈動(dòng)周期內(nèi)提取能量為:設(shè)電容電壓最大值和最小值分別為和，則電容提供能量為:聯(lián)立式3-1與式3-2，得:3.2.2變壓器是開關(guān)電源中核心元件，許多其她主電路元器件參數(shù)設(shè)計(jì)都依賴于變壓器參數(shù)，因而應(yīng)當(dāng)一方面進(jìn)行變壓器設(shè)計(jì)。高頻變壓器工作時(shí)電壓、電流都不是正弦波，因而其工作狀況同工頻變壓器是很不同樣，設(shè)計(jì)公式也有所不同。需要設(shè)計(jì)參數(shù)是鐵心形式和尺寸、各繞組匝數(shù)、導(dǎo)體截面積和繞組構(gòu)造等，所根據(jù)參數(shù)是工作電壓、工作電流和工作頻率等。變壓器作用重要有三點(diǎn):能量傳播、電壓變換及輸入輸出隔離。變壓器設(shè)計(jì)好壞直接影響整機(jī)效率及電源可靠性。1、變壓器設(shè)計(jì)計(jì)算普通變壓器設(shè)計(jì)按照如下環(huán)節(jié)進(jìn)行:1）變壓器變比計(jì)算；2）變壓器磁芯選取；3）變壓器匝數(shù)計(jì)算；4）繞線線徑計(jì)算。1）變壓器變比計(jì)算:變壓器匝比選取，需要保證在最低輸入電壓以及最大工作占空比工況下，電路仍能達(dá)到輸出規(guī)定 （3-2）式中，Vo為變換器輸出電壓；Vd為副邊整流二極管通態(tài)壓降;VL輸出電感電壓降;Dmax最大工作占空比；為最低輸入電壓。取最大指令占空比為90%，占空比丟失為5%，則副邊占空比為85%；取整流二極管通態(tài)壓降為1.5V,輸出濾波電感上電壓降為0.5V,代入式3-1得:（3-3）變壓器變比選取過小，會(huì)導(dǎo)致副邊電壓應(yīng)力增高，選取過大超過所計(jì)算取值范疇，會(huì)導(dǎo)致在低輸入電壓時(shí)，無(wú)法達(dá)到規(guī)定輸出電壓，因而變比選取要在式3-2所求值范疇內(nèi)盡量取大，實(shí)際選用匝數(shù)比為0.3，即3:10。2）變壓器磁芯選取磁心材料分為合金、鐵氧體和磁粉芯。其中，鐵氧體磁芯又有錳鋅、鎳鋅、鎂鋅等系列，合金類磁芯又有硅(矽)鋼材、鐵硅鋁合金、鐵鎳合金、鋁坡莫合金、非晶微晶合金等。表3.1各種磁芯材料特性比較表特性非晶合金薄硅鋼片坡莫合金鐵氧體飽和磁率Bs/Gs15000080003000～5000磁導(dǎo)率ur100000180014～14510～18000fmax/KHz1000103001000～00最高工作溫度/℃200200200125溫度影響中小小中鐵損耗低高中低加工難易易易價(jià)格中低中低（資料來(lái)源：楊旭，裴云慶，王兆安.開關(guān)電源技術(shù)[Z].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，）當(dāng)前，用于開關(guān)電源高頻功率變壓器材料重要有Fe-Ni基非晶、坡莫合金、MnZn鐵氧體三種。其中鐵氧體性能介于非晶和坡莫合金之間，重要特點(diǎn)是電阻率遠(yuǎn)不不大于金屬磁性材料，這抑制了渦流產(chǎn)生，使鐵氧體磁性能合用于高頻領(lǐng)域，其成本低于非金合金，且其制作丁藝相對(duì)穩(wěn)定，故選用鐵氧體作為高頻變壓器磁芯。鐵氧體磁芯有罐形國(guó)產(chǎn)（GU型，國(guó)際P型)、PM、RM、Pp、EE、EC、EP,、ETD,RC、UU、UI各種型號(hào)，以及新近發(fā)展平面磁芯，如EFD、EPC、LP等磁芯。1KW以上大功率開關(guān)電源，普通選取EE或者EC，其具備較大窗口面積，同步窗口寬而高度低構(gòu)造，漏磁及線圈層數(shù)少，高頻交流電阻小。故本設(shè)計(jì)選用EE型磁芯。當(dāng)前工程應(yīng)用最廣泛磁芯尺寸計(jì)算辦法是AP法，即通過計(jì)算磁芯有效面積Ae與磁芯窗口面積Aw乘積，來(lái)擬定磁芯尺寸.其計(jì)算過程為:一方面，依照法拉第定律，有:(3-4)(3-5)式中，V1，V2分別為原副邊電壓;n1分別為原副邊匝數(shù):Kf為波形系數(shù)，正弦波取4.44，方波取4;fs工作頻率，取20kHz；Ae為磁芯有效窗口積;Bmax為最大磁感應(yīng)密度。然后，分析導(dǎo)線電流密度與窗口面積約束條件: (3-6)式中，Ku為窗口系數(shù):Aw為磁芯窗口面積;I1,I2分別為原邊與副邊電流;J為繞線電流密度。式3-5表達(dá)所選電流密度狀況下，磁芯窗口大小可以保證繞線完全繞下。將式3-3與3-4代入3-5，得:（3-7）最后，考慮選用在變壓器溫升為20℃狀況下，繞線電流密度J為300A/mm2，最大磁通密度0.3T，磁擺取0.15T，則: (3-8)查閱次新手冊(cè)，選用兩只EE85磁芯，該磁芯有效截面積Ae為7.04平方厘米，窗口面積Aw為6.95平方厘米時(shí).則兩只并聯(lián)使用時(shí)有: (3-9)由式3-8可見，磁芯選取滿足設(shè)計(jì)規(guī)定。3）繞線匝數(shù)計(jì)算由式3-6可得副邊匝數(shù)為: (3-10)取整n2為36匝，依照式3-2計(jì)算砸比，可知原邊匝數(shù)n1為: (3-11)取整n1為11匝。4)繞線截面積：副邊繞線截面積計(jì)算: (3-12)副邊繞線線徑計(jì)算:(3-13)原邊繞線截面積計(jì)算:(3-14)原邊繞線線徑計(jì)算:（3-15）原邊選取寬5mm，厚2mm銅網(wǎng)格線，副邊選用寬3.5mm，厚lmm銅網(wǎng)格線繞制。詳細(xì)設(shè)計(jì)參數(shù)參照EE88型變壓器進(jìn)行計(jì)算3.2.3輸出濾波電感設(shè)計(jì)1、濾波電感值計(jì)算:輸出濾波電感作用在于平滑輸出電流，此外在電路ZVS工作階段，濾波電感相稱于和原邊漏感串聯(lián)，對(duì)超前橋臂電容充放電，以實(shí)現(xiàn)其零電壓開關(guān)。電感值大小與輸出電流紋波有密切關(guān)系，工程上取電流紋波為20%，可用下式估算:式3-18中，Vo為輸出電壓額定值，f為電源工作頻率，為輸出紋波電流值，即=10%I0。代入數(shù)據(jù)計(jì)算得:輸出濾波電感電流為單向流動(dòng)，具備較大直流分量，脈動(dòng)紋波較小，電感工作在磁滯回線第一象限，其開關(guān)頻率較高20kHz，磁芯可以選取較高最大磁通密度。2、磁芯選取依照AP法選取磁芯:式3-10中，Io為輸出電流有效值；為輸出電流最大值，即1.2I0；Kd為窗口系數(shù)，取0.5；J為繞線電流密度，取400A/cm2；B最大磁通密度，取0.3T。代入數(shù)據(jù)計(jì)算得:參閱磁芯手冊(cè)，選取兩只EE80磁芯并聯(lián)使用，EE80有效截面積Ae為391.7mm2,窗口面積Aw為1117mm2，兩只并聯(lián)AP值為87.57cm4，滿足設(shè)計(jì)規(guī)定。3、氣隙與匝數(shù)計(jì)算:一方面取氣隙δ為1.5mm，忽視磁芯磁阻，則電感匝數(shù)為:再將匝數(shù)N=77代入式3-23核算氣隙厚度:滿足設(shè)計(jì)規(guī)定。4、線徑與繞線選取:電感繞線截面積依照下式計(jì)算:電感繞線線徑為:繞線采用寬72mm，厚o.1mm銅皮繞制，銅皮需要絕緣膠帶緊密纏繞，纏繞后厚度為0.15mm，86匝總厚度為12.9mm，EE110磁芯窗口寬度為18.9mm，磁芯內(nèi)可以繞下。3.2.4輸出濾波電容設(shè)計(jì)輸出濾波電容與輸出電壓紋波值關(guān)于，取輸出電壓紋波值不大于120mV，則輸出電容可由下式計(jì)算:考慮后級(jí)輸出電壓1200V及電容等效電阻ESR，選取4只47uF/400V電解電容串聯(lián)構(gòu)成一組，三組并聯(lián)構(gòu)成輸出濾波電容。3.2.5輸入交流電經(jīng)全橋整流后得到脈動(dòng)直流電壓波形，輸入濾波電路用來(lái)平滑脈動(dòng)電壓，使其脈動(dòng)減小，接近平直。開關(guān)電源產(chǎn)生噪音包括共模噪音和差模噪音。共模干擾是由于載流導(dǎo)體與大地間電位差產(chǎn)生，其特點(diǎn)是兩條線上雜訊電壓是同電位同向；而差模干擾則是由于載流導(dǎo)體之間電位差產(chǎn)生，其特點(diǎn)是兩條線上雜訊電壓是同電位反向。普通，線路上干擾電壓這兩種分量時(shí)同步存在。為此，更應(yīng)在電壓輸入端加濾波器。在實(shí)際應(yīng)用中，由于設(shè)備產(chǎn)生共模和差模成分不同樣，因此濾波電路可以恰當(dāng)增長(zhǎng)或較少濾波元件。詳細(xì)電路調(diào)節(jié)普通要通過EMI實(shí)驗(yàn)之后才干有滿意成果。安裝濾波電路時(shí)，一定要保證接地良好，并且輸入端和輸出端要良好隔離，否則起不到濾波效果。典型EMI濾波器包括共模雜訊和差模雜訊兩某些構(gòu)成抑制電路，如圖3.2所示。圖3-2電源濾波器本次設(shè)計(jì)使用EMI濾波電路如圖3-3所示。圖3-3EMI濾波電路圖設(shè)計(jì)時(shí)一方面要考慮到共模濾波電路和差模濾波電路諧振頻率要明顯低于開關(guān)源工作頻率，普通要低于10Khz，即<10Khz（3-1）設(shè)計(jì)參數(shù)為差模抑制電容Cx1、Cx2為0.47μF，共模抑制電容Cy1、Cy2為2μF，共模抑制電感為3mH。3.2.6功率開關(guān)器件選型在主回路中使用電子開關(guān)必要可以實(shí)現(xiàn)迅速開通、迅速關(guān)斷這兩種狀態(tài)，并且迅速進(jìn)行轉(zhuǎn)換，只有迅速，狀態(tài)轉(zhuǎn)換引起損耗刁’小。當(dāng)前，使用電子開關(guān)大多是功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET及IGBT管等。在主回路中使用電子開關(guān)必要可以實(shí)現(xiàn)迅速開通、迅速關(guān)斷這兩種狀態(tài)，并且迅速進(jìn)行轉(zhuǎn)換，只有迅速，狀態(tài)轉(zhuǎn)換引起損耗較小。當(dāng)前，使用電子開關(guān)大多是功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET及IGBT管等。1）MOSFETMOSFET(功率MOSFET)成本和導(dǎo)通損耗與雙極型晶體管相稱，開關(guān)速度卻快5倍。MOSFET是壓控型元件。為了驅(qū)動(dòng)MOSFET進(jìn)入飽和區(qū)，需要在柵源極間加上足夠電壓，以使漏極可以通過預(yù)期最大電流。MOSFET開關(guān)速度和柵源極電容Cin二充放電有很大關(guān)系，使用者無(wú)法減少M(fèi)OSFETCin，但可減少驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)阻Ro，減小時(shí)間常數(shù)，加快開關(guān)速度。MOSFET只靠多子導(dǎo)電，不存在少子存儲(chǔ)效應(yīng)，因而關(guān)斷過程非常迅速。它開關(guān)時(shí)間典型值是40-80ns，工作頻率可達(dá)100KHz以上，是重要電力電子器件中最高。場(chǎng)控器件靜態(tài)時(shí)幾乎不需要輸入電流。但在開關(guān)過程中需要對(duì)輸入電容充放電，仍需一定驅(qū)動(dòng)功率。開關(guān)頻率越高，所需要驅(qū)動(dòng)功率越大。雖然MOSFET開關(guān)速度不久，但是它電流容量小，耐壓低，普通只合用于功率不超過l10KW電力電子裝置。2）IGBTIGBT有三個(gè)電極，分別是集電極C、發(fā)射極E和柵極G。在應(yīng)用電路中C接電源正極，E接電源負(fù)極，它導(dǎo)通和關(guān)斷是由柵極電壓來(lái)控制。柵極加正電壓時(shí)，MOSFET內(nèi)形成導(dǎo)電通道。撤出柵極正壓或在柵極上加反向電壓時(shí)MOSFET導(dǎo)電溝道消失，GTR基地電流被切斷，則IGBT被關(guān)斷。圖3-4IGBT簡(jiǎn)化等效電路和電氣圖形IGBT是性能抱負(fù)中大容量中高速電壓控制型器件，其控制規(guī)定簡(jiǎn)樸，在中大功率電力電子裝置中已經(jīng)完全取代電力晶體管GTR。在通流方面，IGBT綜合了功率MOSFET與GTR導(dǎo)電特性，在1/2或1/3額定電流如下時(shí)，GTR壓降起重要作用，IGBT通態(tài)壓降體現(xiàn)出負(fù)溫度系數(shù)；當(dāng)電流較大時(shí)，功率MOSFET壓降起重要作用，則IGBT通態(tài)壓降體現(xiàn)出正溫度系數(shù)，并聯(lián)使用時(shí)也具備電流自動(dòng)均衡能力。事實(shí)上，大功率IGBT模塊內(nèi)部就是由許多電流較小芯片構(gòu)成。由于IGBT包括雙極型導(dǎo)電機(jī)構(gòu)，其開關(guān)速度受制于少數(shù)載流子復(fù)合，與功率MOSFET相比有較長(zhǎng)尾部電流時(shí)間，因而在設(shè)計(jì)電路時(shí)應(yīng)考慮減少尾部電流時(shí)間而引起功率損耗。表3.1IGBT驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)用電壓電流范疇I(yíng)GBT600VIGBT驅(qū)動(dòng)1200VIGBT驅(qū)動(dòng)150A400A75A300A原則型EXB850EXB851EXB850EXB851高速型EXB840EXB841EXB840EXB841（來(lái)源：張興，杜少武，黃海宏.電力電子技術(shù)[Z]北京：科學(xué)出版社，）3.3副邊LCD網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)高壓大功率開關(guān)電源輸入端普通接有輸入濾波。在開機(jī)瞬間，濾波電容器會(huì)流過很大浪涌電流，這個(gè)浪涌電流可以是正常輸入電流數(shù)倍。這樣大浪涌電流，重者往往會(huì)燒斷輸入熔斷器或燒壞合閘開關(guān)觸點(diǎn)，整流橋過流損壞，并使輸入保險(xiǎn)絲熔斷；輕者也會(huì)使空氣開關(guān)產(chǎn)生打火現(xiàn)象，合不上閘。此外，浪涌電流也會(huì)損壞電容器，使之壽命縮短，過早損壞。為此，要設(shè)立防止浪涌電流軟啟動(dòng)電路，保證開關(guān)電源正常可靠運(yùn)營(yíng)。副邊采用LCD鉗位網(wǎng)絡(luò)ZVZCS電路拓?fù)淙鐖D3.3所示。變壓器副邊采用電容、電感和二極管構(gòu)成鉗位網(wǎng)絡(luò)。圖3-4副邊LCD鉗位電路副邊LCD鉗位電路半個(gè)工作周期內(nèi)分為六種工作模態(tài)，依托LCD網(wǎng)絡(luò)和原邊電感諧振實(shí)現(xiàn)ZVZCS工作。副邊LCD鉗位ZVZCS電路具備如下長(zhǎng)處。1、成功實(shí)現(xiàn)電路軟開關(guān)工作，且構(gòu)造簡(jiǎn)樸，器件使用數(shù)少。2、副邊網(wǎng)絡(luò)加入電感參加諧振，再?zèng)]有過多引入占空比丟失狀況下，減小了副邊整流二極管尖峰電壓。3、鉗位網(wǎng)絡(luò)是電容、電感以及二極管組合，鉗位電容可以儲(chǔ)存大某些回饋負(fù)載，功耗低，合用于大功率場(chǎng)合。。4控制回路設(shè)計(jì)圖4.1控制回路原理圖該控制器重要由振蕩器、單脈沖發(fā)生器、電流過零檢測(cè)器、死區(qū)調(diào)節(jié)電路、分頻器、軟啟動(dòng)控制和驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。該控制器工作原理是：電流過零點(diǎn)檢測(cè)器用于跟蹤逆變器震蕩頻率，并在電流過零點(diǎn)檢測(cè)，死區(qū)調(diào)節(jié)用來(lái)調(diào)節(jié)死區(qū)時(shí)間。軟啟動(dòng)控制為一定期器，系統(tǒng)剛啟動(dòng)時(shí)作用，使振蕩器工作于固定頻率，此頻率較低，以限制啟動(dòng)電流。過一段時(shí)間后，振蕩器跟蹤工作在逆變器震蕩頻率附近，并在電流過零點(diǎn)處開斷，分屏器用于產(chǎn)生兩路互補(bǔ)信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)電路輸出四路驅(qū)動(dòng)信號(hào)，最后實(shí)現(xiàn)全橋逆變器四只IGBT驅(qū)動(dòng)。控制器實(shí)現(xiàn)重要功能有：1、能自動(dòng)跟蹤諧振回路頻率，并且使系統(tǒng)工作在諧振頻率附近。2、具備死區(qū)調(diào)節(jié)功能。3、具備軟啟動(dòng)功能，即剛啟動(dòng)時(shí)以一種較低頻率運(yùn)營(yíng)，一段時(shí)間后再自動(dòng)跟蹤諧振頻率。4、可以取消自動(dòng)跟蹤頻率，使控制器以固定頻率運(yùn)營(yíng)，以便于輸出功率調(diào)節(jié)。4.1.1UC3875特性UC3875芯片是美國(guó)UNITRODE公司成產(chǎn)移相式準(zhǔn)諧振變換器控制集成電路，它可用于橋式準(zhǔn)諧振變換器中，即刻用于控制零電壓準(zhǔn)諧振變換器，也可用來(lái)控制零電流準(zhǔn)諧振變換器。其外形既有原則雙列直插式20引腳封裝，也有小型雙列面貼裝成28引腳封裝和方形28引腳塑料封裝等各種封裝形式。本設(shè)計(jì)運(yùn)用是原則雙列直插式20引腳封裝UC3875芯片。其管腳排列如圖所示。圖4.1UC3875管腳圖a)UC3875電氣特性如下：b)可實(shí)現(xiàn)0—100%占空比控制；c)實(shí)用開關(guān)頻率可達(dá)到2MHZ；d)欠電壓鎖定（UVLO）；e)軟啟動(dòng)控制；f)合用于電壓拓?fù)浜碗娏魍負(fù)洌籫)10MHZ誤差放大器；h)在欠壓鎖定期間輸出自動(dòng)變?yōu)榈碗娖剑籭)啟動(dòng)電流只有150uA；j)5V基準(zhǔn)電壓可微調(diào)；2、如下是對(duì)UC3875二十個(gè)引腳闡明PIN1—UREF5V門檻電壓，電壓基準(zhǔn)。有60mA容量供外圍電路，并具備內(nèi)部短路電流限制；PIN2—E/AOUT(COMP)誤差放大器輸入端，當(dāng)誤差放大器輸出電壓低于1V時(shí)，為0°移相；PIN3—E/A（-）輸出反饋電壓輸入端，與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較；PIN4—E/A（-）基準(zhǔn)電壓輸入端；PIN5—C/S(+)為電流取樣輸入。是電流故障比較器同相輸入端，反向輸入端為內(nèi)設(shè)固定基準(zhǔn)電壓2.5V，當(dāng)C/S超過2.5V時(shí)，設(shè)立電壓故障鎖定，70ns內(nèi)輸出逼迫關(guān)斷；PIN6—SOFTSTART軟啟動(dòng)開關(guān)，當(dāng)VIN低于UVLO門限時(shí)，封鎖輸出，當(dāng)VIN正長(zhǎng)使，啟動(dòng)輸出；PIN7—DELAY.SETC/DC-D死區(qū)設(shè)立引腳，為輸出延遲控制端，對(duì)兩個(gè)半橋提供應(yīng)各自延遲來(lái)適應(yīng)諧振電容充電電流差別；PIN8—OUTC驅(qū)動(dòng)信號(hào)方波C輸出端；PIN9—OUTD驅(qū)動(dòng)信號(hào)方波D輸出端；PIN10—VCC為輸出級(jí)電源電壓。將供應(yīng)輸出驅(qū)動(dòng)器及關(guān)于偏置電路，VC接3V以上穩(wěn)壓源，最佳是12V，VC應(yīng)用到ESR和ESL低電容直接旁路到PWRGND；PIN11—VIN為新片電源電壓。供電給集成電路上邏輯和模仿電路，給輸出驅(qū)動(dòng)極不直接相連，VIN不不大于12V，以保證得到穩(wěn)定芯片功能，VIN低于最高欠壓鎖定門限（UCLO）時(shí)，封鎖輸出，VIN超過UVLO時(shí)，電源電流將從100uA上升到20mA；PIN12—PWRGND為功率地。從VC到地用瓷片電容旁路Vc，功率地與信號(hào)地可以單點(diǎn)接地，使噪聲抑制最佳，并使電流電壓降盡量小；PIN13—OUTB驅(qū)動(dòng)信號(hào)方波B輸出端；PIN14—OUTA驅(qū)動(dòng)信號(hào)方波A輸出端；PIN15—DELAY.SETA/BA-B死區(qū)設(shè)立引腳，為輸出延遲控制端。對(duì)兩個(gè)半橋提供各自延遲來(lái)適應(yīng)諧振電容充電電流差別；PIN16—FREQSET振蕩器頻率設(shè)定端子。選取16腳到地電阻和電容，可以調(diào)節(jié)振蕩器輸出頻率f；PIN17--CLOCK/SYNC時(shí)鐘/同步端子。作為暑促，該端子可以提供時(shí)鐘信號(hào)，作為輸入可被外部信號(hào)同步，也可將各種器件CLOCK/SYNC端連接到一起，按最高頻率同步使用。PIN18—SLOPE為斜面褻瀆社頂及補(bǔ)償端。從SLOPE到Vc連接電阻RSLOPE，可調(diào)節(jié)用語(yǔ)產(chǎn)生斜面電流，產(chǎn)生是定斜面提供電壓前饋；PIN19—RAMP為產(chǎn)生斜面產(chǎn)生端子。接斜面電容C，恰當(dāng)選取C和RSLOPE，可實(shí)現(xiàn)占空比錯(cuò)位；PIN20—GND信號(hào)地。所有電壓都是對(duì)GND而言，定期電容接在FREQ端子上，端子VREF、VIN與GND之間接旁路電容，斜坡電容接RAMP端子與GND附近信號(hào)地；3、UC3875內(nèi)部構(gòu)造圖4.2UC3875功能圖4.1.2開關(guān)頻率設(shè)立當(dāng)UC3875同步端時(shí)鐘頻率高于其固有頻率時(shí)，UC3875工作頻率等于外加到同步端時(shí)鐘頻率;當(dāng)UC3875同步端時(shí)鐘頻率低于其固有頻率時(shí)，UC3875工作頻率是其自身固有頻率。因而，本設(shè)計(jì)運(yùn)用這一特點(diǎn)將壓控振蕩器輸出加到UC3875同步端17腳上;為了防止UC3875工作頻率太低而使高頻變壓器飽和，將UC3875固有頻率設(shè)計(jì)在20KHZ左右。4.1.3死區(qū)時(shí)間研究為了防止同一橋臂兩個(gè)開關(guān)管同步導(dǎo)通，同步給開關(guān)管提供軟開關(guān)時(shí)間，兩個(gè)開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間應(yīng)當(dāng)設(shè)立一種死區(qū)時(shí)間。在A-B死區(qū)設(shè)立腳DELAYSETA-B(PIN15)和C-D死區(qū)設(shè)立腳DELAYSETC-D(PIN7)與信號(hào)地之間并聯(lián)接不同電阻和電容，就可以設(shè)立不同死區(qū)時(shí)間。本文采用UC3875芯片在死區(qū)設(shè)立腳與信號(hào)地之間并聯(lián)一種電阻RA。和一種電容CAB可設(shè)立死區(qū)時(shí)間辦法。4.1.4軟啟動(dòng)設(shè)立如在軟啟動(dòng)功能腳與信號(hào)地之間接一電容Cs，那么，當(dāng)軟啟動(dòng)正常工作時(shí)，芯片將用一種9uA電流給Cs充電，最后達(dá)到4.8V。這一特性決定了輸出移相角將從零逐漸增長(zhǎng)，直到最后穩(wěn)定工作。而在電流故障狀況下，軟啟動(dòng)端將降為OV。電容Cs值普通設(shè)計(jì)為O.luFo。4.1.5UC3875外電路設(shè)立為了減少逆變控制時(shí)開關(guān)器件開關(guān)損耗，運(yùn)用UC3875芯片進(jìn)行控制，使得逆變電路開關(guān)在導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)刻是軟開關(guān)，這樣極大地減少了器件開關(guān)損耗，起到了節(jié)約電能量作用。UC3875外圍電路如附錄1.3所示。引腳20是芯片地信號(hào)端，所有電壓都是相對(duì)于這個(gè)地信號(hào)而言。這樣就擬定了芯片基本電壓地值。為日后其她引腳選用電壓值提供了參照。引腳10是輸出級(jí)電源電壓，提供輸出驅(qū)動(dòng)器和有關(guān)偏置電路。引腳11是芯片電源端，提供應(yīng)集成電路上邏輯電路和模仿電路，與輸出級(jí)不直接相連接，規(guī)定不不大于12V，以保證得到穩(wěn)定芯片功能。將引腳10，11都串聯(lián)連接在15V電壓源上。在電壓源與地之間接一種電容C2=2COSS，可以穩(wěn)定電壓。在引腳18與引腳10之間接入斜坡電阻可以調(diào)節(jié)斜面電流，產(chǎn)生恰當(dāng)斜面，提供電壓前饋。引腳18與引腳1之間連入一種降壓電阻R1，將引腳1上電壓控制在SV。這樣就得到了一種5V電壓基準(zhǔn)。引腳1不但僅是一種電壓基準(zhǔn)引腳，它還可以限制內(nèi)部短路電流作用。從引腳1引出一種電壓信號(hào)，通過壓降電阻R2和滑動(dòng)變阻R3后，得到一種電壓信號(hào)。由于隨著系統(tǒng)規(guī)定會(huì)規(guī)定有不同電壓信號(hào)，因此加入滑動(dòng)變阻器R3可以隨時(shí)調(diào)節(jié)壓降，也就可以得到不同電壓信號(hào)輸出。將得到電壓信號(hào)引入引腳4，這樣就為PI調(diào)節(jié)器提供了一種輸入，這也是反饋電壓比較基本比較電壓。將直流輸出端電壓信號(hào)引回到芯片引腳3，作為PI調(diào)節(jié)器另一種輸入。但是直接輸入會(huì)有比較大干擾，因此，在直流輸出端引出電壓信號(hào)后，要通過電壓傳感器隔離和RC濾波電路后才干引回引腳3。這樣，由引腳3.4構(gòu)成了PI調(diào)節(jié)器兩個(gè)輸入。在引腳2與引腳3之間接一種由電阻和電容構(gòu)成串聯(lián)電路，這樣就構(gòu)成了反饋PI調(diào)節(jié)器。引腳5是電流取樣輸入，接過電流保護(hù)反饋輸入，高電平封鎖。引腳19是斜面產(chǎn)生端子，接斜坡電容CRAMP，恰當(dāng)選用斜坡電容和斜坡電阻RSLOPE可以實(shí)現(xiàn)占空比錯(cuò)位。將斜坡電容CRAMP接在引腳20上，選用電容，設(shè)立斜坡。引腳6是軟啟動(dòng)引腳，設(shè)立電容CS為O.1nF，當(dāng)VIN低于門限值時(shí)，封鎖輸出;VIN電壓正常后，啟動(dòng)輸出。實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)。引腳12是功率地引腳，將功率地引腳接地，但是功率地所接地信號(hào)與引腳20地信號(hào)并不是同一種地，它們這樣單獨(dú)接地，使噪聲抑制效果最佳，排除干擾，并且可以使得支流電壓降盡量小。引腳7和引腳15分別是C，D和A，B輸出延遲控制端，對(duì)兩個(gè)半橋提供各自延遲來(lái)適應(yīng)諧振電容充電電流。通過這兩個(gè)引腳就可以設(shè)立死區(qū)時(shí)間了。在死區(qū)設(shè)立腳與信號(hào)地之間并聯(lián)一種電阻RnB和一種電容CAB可設(shè)立死區(qū)時(shí)間辦法。引腳16是頻率設(shè)立端，設(shè)計(jì)規(guī)定頻率為20KHZ為了適應(yīng)變化規(guī)定，用滑動(dòng)變阻器做振蕩電阻RF。引腳8，9，13，14是移相控制芯片輸出，分別接到主電路D，C，B，A四個(gè)IGBT門極控制端口。由于，芯片輸出電流都比較小，并且控制電路輸出又不能直接接到主電路上，因此，運(yùn)用變壓器，將控制電路與主電路隔離，同步，還可以將電流放大，足夠驅(qū)動(dòng)IGBT動(dòng)作。4.2驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路是主電路和控制電路之間接口，良好驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)對(duì)裝置運(yùn)營(yíng)效率、可靠性和安全性均有重要意義。驅(qū)動(dòng)電路作用是將芯片輸出脈沖進(jìn)行功率放大，以驅(qū)動(dòng)功率器件。擬定功率器件種類及其型號(hào)后，可依照功率器件工作模式選取適當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路。涉及驅(qū)動(dòng)電源、隔離裝置、隔離變壓器、邏輯門電路等。IGBT是電壓型控制器件。只要控制IGBT柵極電壓就可以控