电镀用移相全桥软开关的电路解说

时间: 2024-09-07 05:44:40 |   作者: CAN接口

  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

  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。

  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，还会导致十分严峻的占空比丢掉，引起开关器材的电流峰值增高，使得体系的功能下降。

  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，可以精确的看出完成了零电压注册。

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

  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，操控电路采纳电压电流双环结构(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，不光可以对输出电流加以约束，并能进步输出的动态呼应，有利于减小输出电压的纹波。

  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。

  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电容谐振来完成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。