白玛央宗

【摘要】本文研制48V/25A 相移脉宽调制零电压（零电流）（PS PWM ZVS）谐振全桥变换器电路和以集成相移脉宽调制控制器为核心的控制电路电源，具有输出范围可调，电压预设，过流保护等功能。。经反复实验优化主要电路参数，使开关电路模块稳定可靠工作，转换效率达93%，稳压精度达±0.5%。

【关键词】电源;主模块;电路;方案

因通信设备一旦安装开通，就长期连续工作，不能间断，因此要求通信电源一是应具有高效率、高可靠性，并能长期连续稳定工作。二是应实现全自动化，无需工作人员直接操作。三是应具有遥控功能，可实现计算机管理，以适应现代通信发展的需要。

1. 概述

本电源是为2KW短波通信电台系统配套的供电设备，其额定输出功率为7.5KW（最大输出功率可达8.5KW）。 本电源输入电压为交流380V/50Hz，三相四线制及三相三线制通用，采用目前国际国内通用的脉宽调制技术，并应用软开关技术有效地降低开关器件的功耗，提高了开关电路的变换效率、使用寿命和可靠性。开关器件选用高耐压、大功率的IGBT管，本电源能输出两组45V/75A和一组24V/16A的高稳定的直流电压。

2. 主要性能指标

输入特性：交流供电电压：380V±20%  50HZ±5%（三相三线，三相四线）。

输出电压：45VDC/75A （两组）;24VDC/15A; 110VAC/0.5A。

输出电电压调整精度：24V±0.5V;45V±0.5V。

电源调整率：≤1%。负载调整率：≤1%。综合调整率：≤1%。转换效率：≥88%（交流输入380V时）。

噪声电压：每路输出≤200mVpp（100MHz示波器）。

过压保护50V自动切断。过流保护85A～100A自动切断。过温保护55℃吹风;100℃自动切断;

面板指示功能：交流正常供电时，面板发光二极管为绿色（Φ5双色指示灯），当发生任何异常（含输入欠、过压）均为红色。

面板开关功能：面板开关分为三档，向上为本地工作，中间为关机，向下为遥控状态（此时除辅助电源外无电压输出，当遥控触点闭合时，电源起动）。

45V输出电压可调范围：40V～50V;防雷措施：三级防雷。

3. 电源整机系统框图

3.1 三相整流、滤波和功率因素校正电路

三相380VAC交流电首先经过线路滤波器（EMI）和交流接触器，然后其三根火线直接接到整流桥V1上，整流后产生三相脉动电流，此脉动电流经过电感L向C1（三个并联）、C2（三个并联）（C1、C2之间串联）、R1、R2、R3、C3、C4充电，在电容器C1-C2两端获得比较平稳的550VDC直流高压，此悬浮的直流高压送到45VDC组件单元作为逆变电路的工作电压。550VDC高压的负端和其它低压电源的负端是隔离而不共地的。

电感L一方面起到平滑滤波作用，另一方面还具有相位补偿用途，起到无源功率因素校正的作用。

3.2 软起动部分

继电器K1和电阻R1、R2、R3组成一个缓冲电路。R1、R2、R3起到限流作用，防止对电容C1、C2充电时电流过冲。当K1吸合之后，R1、R2、R3被短路，550VDC电压的电流则经过K1向逆变电路供电。K1吸合的时间常数由C1、C2上的电压决定，当R5上的压降低于光耦导通的电压值（1.2V）时，（R5上的电压为限流电阻R1-3的电压经R4和R5分压得到），光耦N1不导通，N1次级控制K2的线包導通，即当C1-2上的电压达到490V时，N1截止，V5、V6导通，+12V电压加到继电器K1的线包上，K1吸合，550V直流高压经过K1向电容C1，C2充电。

R37、R38、R39是高压放电电阻，接交流接触器常闭触点，当接触器接通时，K1：5触点断开，高压电容充电，关机时，接触器断开，K1：5吸合，高压电容上的550V电压经R37-39放电，经几秒钟放完。

刚打开电源开关时，三相整流电压经R1、R2、R3向C1、C2充电，此时电流较大，R1-3上的压降很大，所以R5上的电压也较大，光耦导通，R6上的电压比较高，使V5截止，V6截止，V6控制K2的线包，使K2不吸合，同时A点向后级（24V板、45V模块）输出一个高电平信号，抑制后级的工作。随着充电电流的减小，R5上的电压也越来越小，光耦N1的初次级导通电流也越来越小，直至不导通，此时，R6上的压降很小，V5导通，由于C9的作用，V6延迟导通。继电器K2吸合，同时由A点输出的软起动信号也由高变为低，使后级开始工作。

3.3 三相电压检测电路

三相电压检测电路的工作电压来自本地+12VDC电源，下面以AB相检测电路为例进行原理说明。

电压的检测取自三相线间的两相380VAC电压，380VAC的相电压经过R12、R13送到一个初次级匝比为10：1的隔离的电压互感器T2的初级。R12、R13为降压限流电阻，T2次级的电压随初级而变化。将次级的电压经V9整流，C11、C12滤波，R14为固定负载，得到一个直流电压，该直流电压将跟随市电的变化而变化。

3.4 软起动控制及初级侧过流保护电路

A点为由软起动单元送来的软起动信号，当机器刚开时，高压未建立完成，此时软起动信号为高电平，N6导通，次级由R27将电位拉高，所以B点输出高电平，控制SG1525不工作。软起动结束A点为低，N6不导通，B点为低。

4. 结语

本文在整机电路设计、电路实验的基础上，研制出一种新型高频开关电源，实现了功率开关管的零电压开通和近似零电压关断。监控模块实现了与计算机的连接。与原来的高频开关电源比较，转换效率明显提高（提高4%），功率开关管发热显著降低，可靠性提高，方便快捷，便于管理。完全满足高频开关电源行业标准，主要技术指标均高于此标准。

参考文献：

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