Главная » » Бортовые высокой частотой переключения питания расчетной мощности
21:49
Бортовые высокой частотой переключения питания расчетной мощности
Бортовые высокой частотой переключения продукты питания специально для этого случая переменного тока 400 Гц, которая специально для удовлетворения военных радаров, аэрокосмической, судов, локомотивов и других специальных ракетная целью разработаны. Должно быть потребностей пользователей, разработан высокочастотный импульсный источник питания продукты из бортовых систем оружия электронной локализации, чтобы разорвать международной блокады, повышения мобильности нашей военной техники, высокопроизводительных важны.
питание машины доступно, Есть два методы ввода: 115V/400Hz ЕСЛИ переменного тока и 28 В постоянного тока питания. Два способа ввода имеют свои преимущества и недостатки, 115V/400Hz мощности флуктуации мала, требует относительно высокого напряжения устройства; и 28В постоянного тока, напротив, не могут быть непосредственно доступны для части оборудования используются, должны быть изолированы и стабильный источник питания Давление стало необходимым использование постоянного тока. Борт-питание относительно плохое использование окружающей среды, должны адаптироваться к широком диапазоне температур для правильной работы, и может выдержать ударов, вибрации, влаги и других скрининг-тест стресс, поэтому надежность питания дизайн-совет дает высокий спрос. Ниже описаны 115V/400Hz ЕСЛИ разработан переменного тока переключения питания, его выходное напряжение составляет 270 ~ 380Vdc можете регулировать мощность не менее 3000 Вт, температура окружающей среды может быть широкой до -40 ℃ ~ +55 ℃, в полной мере отвечают военном уровне потребности в энергии.
Структура и дизайн главной цепи
1 показана блок-схема для всей схемы. Он предназначен главным образом за счет фактора увеличения мощности схемы коррекции и DC / DC преобразователь цепи на две части, чтобы закончить. 115Vac/400Hz частоты переменного тока от входного фильтра, через поправочный коэффициент мощности удара (PFC) схемы для завершения предварительного повысить коррекции коэффициента мощности и стабильности, накопления энергии, а также путем постоянного преобразования постоянного тока полумоста, высокая частота выпрямителя фильтра, выходной фильтр цепи обратной связи и управления можно регулировать для достижения 270 ~ 380Vdc выходное напряжение регулирования требований к эффективности.
Рисунок 1 Блок-схема всей схемы
Boost коррекции коэффициента мощности цепи для удовлетворения основных показателей требования к входным коэффициентом мощности, а достижение повышающий предварительного функции устойчивой. Эта часть дизайна учитывать коэффициент мощности 0,92 до достижения требований схемы, но и DC / DC входное напряжение соответствующие коррекции коэффициента мощности цепи не приводит к чрезмерной перегрузке, поэтому набор в 330 ~ 350Vdc.
Изолированные DC / DC преобразователь схемы топологии в виде главным образом в следующих категориях: вперед, обратного хода, полный мост, половина моста и двухтактные. Обратного хода, и вперед топологии используются в небольших и средней мощности питания не подходит для мощности 3000W выходной мощности. Хотя возможность вывода полного моста топологии высшая сила, но структура относительно комплекса. Двухтактные схемы структуры переключатель напряжения напряжение высокое, и в двухтактных и полное топологий моста возможны односторонний частичный магнитного насыщения, переключатель поврежден. Полумостовой схеме с автоматической дисбаланс борьбы из-за мощности, а также сравнительно простую, небольшое количество переключателей и напряжения и тока напряжение относительно умеренной, она рассматривается как разумный выбор.
DC / DC преобразователь разработан прежде всего для силовых трансформаторов с использованием IGBT / MOSFET половины моста параллельно сочетании с коммутацией каналов техники и технологии контроля баланса. После анализа и расчета, E65 Dual Core, первичная обмотка из 12 витков, 15-очередь вторичную обмотку петли.
Основные технические дизайн
Коррекции коэффициента мощности и пассивные цепи без потерь переходником
Синусоидальный входной ток однофазного питания ввод поправочный коэффициент в цепи электропитания переключения в более широкое применение, 2 показаны фактор повышения коррекции мощности и пассивные цепи без потерь переходником.
Рисунок 2 коррекцией коэффициента мощности и новые пассивные цепи без потерь переходником
Пассивный демпфер без потерь компонентов схемы используются во всех L, C, D и другие пассивные компоненты, как нулевой ток включения характеристики, Есть нулевом напряжении выключения характеристики потерь, чем традиционные 30% меньше компонентов буфера цепи. Снабберные компонентов схемы, в том числе L1, C1, C2, D1, D2 и D3.
Доступные UC2854A управления главного выключателя SWB, буфер цепь не может контролировать, и имеет характеристики простую схему. Принцип диодов обратного восстановления энергии и DB SWB отключена энергия, запасенная в С2 проводимости в SWB переданы C1 во времени. Завершение работы в SWB, L1 С2 в накопления заряда, и через D1, D2, D3 переданы ЦБ, КБ, а также для выполнения, с этой схеме для достижения нулевого напряжения выключения и нулевой ток включения, эффективной сократить потери и повысить эффективность и надежность схемы.
Основные характеристики схемы:
Максимальное напряжение на переключателе SWB является В. Л. выходного напряжения.
DB Boost диод обратного напряжения из крупнейших Л. + VE, В. Е. стоимость определяется на основе ИК, L1, C1 и C2 корреляции решения.
Увеличение максимального тока на переключателе SWB L1 и V1 решений скорости, и потери проводимости и напряжения мало.
Ставка по максимального напряжения переключателя SWB С2 решение и очень маленький выключения потребляемая мощность и напряжение.
Переключение цикла с целью получения повышенной скорости тока и напряжения, контроля и хранится в L1 и С2 в окончательный выходной энергии власть обратно, так что никакой реальной потерей для обеспечения работы схемы.
2 IGBT / MOSFET параллельно сочетание технологии коммутации
Рисунок 3 показывает, IGBT / MOSFET переключения схемы и работы параллельно сочетание сигналов. По сравнению с MOSFET, IGBT в открытом состоянии напряжение очень низкое, ток отключения быстро упал до 5% от начального значения, но более длительное время, чтобы свести к нулю, около 1 ~ 1.5μs, жесткий режим переключения в свинца больших потерь при переключении. В сочетании переключатель, параллельно MOSFET в IGBT выключения 1.5μs, хвостовой ток был сокращен до нуля до выключения.
Рисунок 3 IGBT / MOSFET переключения схемы и параллельно сочетание работы сигнала
Этот метод является очень низким из-за потери проводимости и делает DC / DC преобразователь с высоким КПД. С учетом относительно низкой частоты, как правило, выбрали 20 ~ 40 кГц. Так как только два полумоста Переключатель комбинация, общее количество распределительных устройств мало, так что надежность значительно улучшилось.
3 полумостовой баланса схемы управления техникой
Контролируя и корректировки IGBT / MOSFET драйвером полумостовой может сбалансировать время задержки, чтобы избежать перегрузки по току трансформатора насыщения магнитного смещения, сжигание переключатель. Это более мягкий в импульсе, это легко осуществить. Но когда свет нагрузкой или без нагрузки, длительность импульса очень узкий (например, менее чем 0.3μs), то IGBT / MOSFET задержка была отменена. Таким образом, длительность импульса, с тем чтобы сохранить его баланс, мы использовали генератор низкой частоты. Если длительность импульса меньше 0.3μs, генератор пуско-наладочные работы на ШИМ генератор с перерывами, чтобы сохранить длительностью не менее 0.3μs, половина моста, с тем чтобы сохранить баланс, так что при холостом ходе работы.
В результате более низкой частотой, Комбинированный выключатель переключения потери очень мало, очень мало о состоянии потерь.
Рисунок 4 полумостовой схемы баланса цепи управления
4 Multi-петля схемы управления
Средний ток системы управления режиме с использованием ПИ-регулятора, необходимо определить коэффициент масштабирования и 0,2 параметров. Регулятор принципа пропорционального коэффициента КП является обеспечение расчета текущей выходной сигнал регулятора роста фазы наклона рампы наклон, чем малые, так токовая петля будет стабильным. 零点 выбран в нижнем диапазоне частот, частота переключения, угловая частота, соответствующая 1 / 10 ~ 1 / 20, чтобы получить в частоте разомкнутой обрезания чем достаточный запас фазы.
Кроме того, добавление ПИ-регулятора находится вблизи полюсов частота переключения, для устранения шума при коммутации цепи управления вмешательства, поэтому структура ПИ-регулятор показано на рисунке 5.
Рисунок 5 имеет фильтр функции ПИ-регулятора
Схемы управления напряжением ядра и обратная связь по току сигнал управления дизайном. В целях обеспечения стабильности в системе под предпосылкой повышения скорости реакции, направленные на кольцо управления на базе напряжение многопетлевых. Текущий ответ петли для загрузки текущих изменений, и ограниченные возможности потокового. Circuit Design для увеличения выборки выходной ток дросселя после дифференциального усилителя, блокирование был добавлен в цепи обратной связи, участвующих в контроле, регулировать уровень усиления можно заряжать через немного после ссылки для регулировки усиления устройства. Это постоянное состояние высокой точностью питания, выход динамические характеристики, так что мутации в мощности нагрузки, нет большого превышения выходного напряжения.
5 Увеличение охлаждающий эффект и уменьшить тепловое сопротивление
Для того чтобы уменьшить размер машины, чтобы достичь разумного плотности мощности, используя принудительное воздушное охлаждение метод. Для воздушного охлаждения радиатора, скорость ветра непосредственно связано с охлаждающим эффектом от размера плюсы и минусы. До и после необходимой вентиляции, дизайн должен рассмотреть следующие вопросы:
Отвечать определенным требованиям, чтобы обеспечить, что скорость ветра (V = 6 м / с), и рассмотреть вопрос о последствиях давления ветра. Когда давление воздуха ниже, чем потери напора давления радиатор, охлаждающий воздух просто не прошлое или ветер низкой, достигнув менее улучшения целью скорости охлаждения.
Радиатор и крыло пространство и радиатор с канала оформление очень разные, когда давление слишком низкое, радиатор на входе воздуха и воздуховодов блока поток увеличивается разрыв между рог типа гриль или импорта, вынуждены Ветер между потоком ребер радиатора.
Повышение индуктивности, трансформатор, выходной фильтр индуктор в строку фиксированной на радиаторе половина, нижняя половина платы закреплены на радиаторе; устройств платы питания, например, выключатель питания, выход выпрямителя через пластина, установленная на радиаторе слоев , положить часть материнской платы, низкого качества компонентов, место в нижней половине высококачественные компоненты, вентиляторы размещены в передней части радиатора на место и крепится к передней панели, использование путь вперед ветра после ветра.
Военные переключения высокочастотных продуктов питания предназначены для рассмотрения параметров самой власти, но также рассмотреть электрических дизайн, электромагнитные дизайн совместимости, тепловой расчет, проектирование, конструкция безопасности и три анти-дизайн и так далее. Из-за какой-либо небрежности, даже самые незначительные, могут привести к краху всей питания, поэтому мы должны быть полностью осведомлены о высокой частоте переключения питания продуктов для военных важность обеспечения надежности конструкции.
Результаты
Конструктивных параметров результатов испытаний показано на рисунке 6 до 8.
Рисунок 6 DC / DC первичного сигнала напряжение (при полной нагрузке)
Рисунок 7 DC / DC сигнала вторичного напряжения (при полной нагрузке)
Рисунок 8 Высокочастотный ток дросселя симулятора сигнала
В таблице 1 приведены результаты испытаний удовлетворяют положениям соглашения, в котором коэффициент мощности, эффективности, регулирование мощности, нагрузки регулирования, уровень шума и другие параметры лучше, чем требований протокола.
