1、引言

隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，電子設(shè)備的種類與日俱增。任何電子設(shè)備都離不開可靠的供電電源，對(duì)電源供電質(zhì)量的要求也越來越高，而開關(guān)電源在效率、重量、體積等方面相對(duì)于傳統(tǒng)的晶體管線性電源具有顯著優(yōu)勢。

圖1功率主電路原理圖

2、功率主電路

本電源模塊采用半橋式功率逆變電路。如圖1所示，三相交流電經(jīng)EMI濾波器濾波，大大減少了交流電源輸入的電磁干擾，同時(shí)防止開關(guān)電源產(chǎn)生的諧波串?dāng)_到輸入電源端。再經(jīng)過橋式整流電路、濾波電路變成直流電壓加在p、N兩點(diǎn)間。p、N之間接入一個(gè)小容量、高耐壓的無感電容，起到高頻濾波的作用。半橋式功率變換電路與全橋式功率變換電路類似，只是其中兩個(gè)功率開關(guān)器件改由兩個(gè)容量相等的電容C1和C2代替。在實(shí)際應(yīng)用中為了提高電容的容量以及耐壓程度，C1和C2往往采用由多個(gè)等值電容并聯(lián)組成的電容組。C1、C2的容量選值應(yīng)盡可能大，以減小輸出電壓的紋波系數(shù)和低頻振蕩。由于對(duì)體積和重量的限制，C1和C2的值不可能無限大，為使輸出電壓的紋波達(dá)到規(guī)定的要求，該電容值有一個(gè)計(jì)算公式，即：

式中，IL為輸出負(fù)載電流，VL為輸出負(fù)載電壓，VM為輸入交流電壓幅值，f為輸入交流電頻率，VU為輸出的紋波電壓值。

這是一個(gè)理論上的計(jì)算公式，得到的滿足要求的電容計(jì)算值比較大，實(shí)際取的電容應(yīng)盡量大一些，由于輸出端電壓較小，也可以在二次整流濾波時(shí)加大電容，這樣折算到該公式的電容值也不小。C1和C2在這里實(shí)現(xiàn)了靜態(tài)時(shí)分壓，使VA=Vin/2。

當(dāng)VT1導(dǎo)通、VT2截止時(shí)，輸入電流方向?yàn)閳D中虛線方向，向C2充電，同時(shí)C1通過VT1放電;當(dāng)VT2導(dǎo)通、VT1截止時(shí)，輸入電流方向?yàn)閳D中實(shí)線方向，向C1充電，同時(shí)C2通過VT2放電。

當(dāng)VT1導(dǎo)通、VT2截止時(shí)，VT2兩端承受的電壓為輸入直流電壓Vin。IGBT的集-射極間并接RC吸收網(wǎng)絡(luò)，降低開關(guān)管的開關(guān)應(yīng)力，減小IGBT關(guān)斷產(chǎn)生的尖峰電壓;并聯(lián)二極管實(shí)現(xiàn)續(xù)流的作用。二次整流采用單相橋式整流電路，通過后續(xù)的LC濾波電路，消除高頻紋波，減小輸出直流電壓的低頻振蕩。LC濾波電路中的電容由多個(gè)高耐壓、大容量的電容并聯(lián)組成，以提高電源的可靠性，使輸出直流電壓更加平穩(wěn)。

技術(shù)專區(qū)隔離式電源設(shè)計(jì)需要開發(fā)最好的拓?fù)渲写蠊?、低效穩(wěn)壓器散熱問題，電源模塊不可忽視！關(guān)于開關(guān)電源的相關(guān)知識(shí)開關(guān)電源EMC過不了？pCB畫板工程師有不可推卸的責(zé)任！USBOTGVbus電源框圖及應(yīng)用方案