1前言

目前,，在我國的變電站、發(fā)電站等使用直流電的場合,，普遍都是采用相控電源,。體積大、效率低,、性能指標(biāo)差等是這種電源的缺點,。隨著高頻開關(guān)變換技術(shù)的發(fā)展，這種缺點變得日益突出了,。特別是近年來,，器件和電能變換技術(shù)的發(fā)展，促使高頻開關(guān)電源走向小型化,、重量更輕,、效率更高。西安華騰光電有限責(zé)任公司正是順應(yīng)這一歷史潮流開發(fā)出了HT220/10型高頻開關(guān)電源,。

HT220/10型高頻開關(guān)電源是專為分合閘繼電器動力母線設(shè)計的直流電源,。該型號系單相AC220V（±15％)輸入，DC286V/10A輸出的高性能穩(wěn)壓電源,。其輸入采用無損吸收,、PFC校正電路，直流變換部分采用最新的全橋移相軟開關(guān)技術(shù)（ZVSFB),。這兩項技術(shù)的應(yīng)用,，使本機(jī)具有較高的效率，功率因數(shù)≥0.99,，THD≤5％,，效率≥92％。

圖1PFC主電路原理圖

2無損吸收PFC電路

如圖1所示的無損吸收PFC主電路的原理圖,。圖中B1為整流橋,，L1為PFC升壓電感，D1為隔直二極管,，S1為開關(guān)管,，C1，C2,，D2,，D3和D4，L2組成無損吸收網(wǎng)路,，C3為輸出濾波電容,。具體分析過程如下：當(dāng)S1斷開前，C2中的能量通過D5及L2轉(zhuǎn)移到了C1中，C2的電壓降至0,。C1的極性如圖1所示,。當(dāng)S1斷開時，C2上開始為零電壓,，L1中的電流通過D3給C2充電,，直到D1導(dǎo)通為止。并且C2的電位通過D4,、D5箝位到輸出電壓,。同時C1通過D2向負(fù)載放電，能抑制S1漏極上電壓的上升時間,，從而充分地保證S1關(guān)斷在零電壓狀態(tài)下,。當(dāng)S1合上時，C1的左端通過S1接地,，電容C2上的電荷通過D5,、L2轉(zhuǎn)移到C1中。當(dāng)開關(guān)再次關(guān)斷的時候,，重復(fù)上述過程。

3DC/DC變換器電路

HT220/10型電源的直流變換部分采用ZVSZCSFB技術(shù),，其具體的主電路如圖2所示,，圖中S1～S4為開關(guān)管，帶反并聯(lián)二極管,，C1為隔直電容,，Lr為諧振電感，L為輸出濾波電感,，C0為輸出濾波電容,，R為負(fù)載，其中S1,、S2為超前橋臂,，S3、S4為滯后橋臂,。其基本工作電壓波形如圖3所示,。圖中Ip＊為傳統(tǒng)的ZVSFB變換器的原邊電流波形，Ip為ZVSZCSFB變換器的原邊電流波形,，圖3中的ICS1為ZCS電路中電容的充放電波形,。

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圖2DC/DC主電路原理圖

圖3ZVSZCSFB變換器波形圖

4監(jiān)控單元本機(jī)監(jiān)控的實現(xiàn)比較簡單，顯示單元部分使用3位LED和LED光柱,，電壓顯示用LED數(shù)字顯示,，電流顯示用20位的LED光柱。當(dāng)滿載輸出時，20位LED全部點亮,，D/A采樣選用TI公司的TIL561710位D/A轉(zhuǎn)換器,，中央控制器單元采用89C52單片機(jī)對各單元進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。其數(shù)字電路部分如圖4所示,。

圖4數(shù)字電路圖

5整機(jī)接口

本機(jī)的對外接口分為交流輸入接口,，直流輸出接口和控制接口，而且所有的接口為直接插拔方式,?？刂平涌诎≧S485總線，模擬電壓外控,，電流外控和報警接口,。交流輸入有軟起動電路防止電網(wǎng)浪涌電壓，直流輸出隔直二極管,，防止電流倒灌,。控制接口也包括防短路保護(hù)電路,，以避免在插拔過程中產(chǎn)生瞬態(tài)電壓燒壞器件,。

6結(jié)語

從以上可知，HT220/10型單機(jī)輸入高頻開關(guān)電源的基本特點如下

（1）輸入采用無損吸收的有源PFC,，不但使本機(jī)

變換具有較高的效率,，而且使輸入功率因數(shù)可達(dá)到099；

（2）DC/DC變換部分采用ZVSZCSFB結(jié)構(gòu),，提

高了整機(jī)效率,，降低了開關(guān)損耗；

（3）本機(jī)配置了簡單的CPU控制單元使模擬控

制和數(shù)字控制相結(jié)合,，有利于用戶的方便使用,；

（4）輸入、輸出和控制的插拔接口,，方便了用戶更

換電源模塊,。

總之，HT220/10型電源的小型化,，高效以及方便可靠是本電源的幾大特點,。10A模塊體積僅為370mm×110mm×200mm。