1 ATC48MD高频开关电源模块工作原理
图 1 高频开关电源模块工作原理框图
如上图所示,模块主要由输入电路、DC/DC 变换及输出电路(含 DC/DC 控制保护电路)、CPU 微机管理电路、辅助电源电路等 5 部分组成。
输入电路:输入电路包括输入滤波、缓启动、输入浪涌电流限制电路。输入滤波电路实现对输入电源作净化处理,滤除高频干扰、吸收瞬态冲击,具有较好的电磁兼容性;缓启动部分用作消除开机浪涌电流冲击。
DC/DC 变换电路(含 DC/DC 控制保护电路):后级 DC/DC 功率变换电路采用双管正激加无损吸收电路,电路简洁可靠,开关管无直通之危险,无损吸收减小了开关管关断时的电压应力,使输出端具有较小的电磁干扰。采用电流型控制芯片,具有快速的响应,对使用不当或负载故障造成的输出短路提供快速的保护。
输出电路:由高频隔离变压器、输出整流及滤波电路组成。
CPU 微机管理电路:负责监测输出电压、电流及系统的工作状况,并将电源的输出电压、电流显示到前面板,实现故障判断及保护,协调管理模块的各项操作,并通过 RS485 接口跟系统通信,实现电源模块的高度智能化,具备“四遥”功能。
辅助电源电路:提供模块内部各个控制电路所需的电源。
● 软开关技术
充电模块是我公司自行研制开发的第三代智能型高频开关充电模块,采用移相全桥零电压脉宽控制软开关技术,开关管为零电压、零电流开关,无电压电流过冲或尖峰,具有理想软开关特性。与硬开关相比,软开关充电模块的开关损耗降低了 40%,给充电模块带来的明显优点是:
① 整机效率提高,使在相同工作环境下充电模块的温升大幅降低。
② 由于无电压及电流过冲或尖峰,功率开关器件承受的电应力较小,功率开关器件的可靠性得到提高。
③ 由于电压变化率(dv/dt)及电流变化率(di/dt)的减小,使充电模块的电磁干扰明显降低,提高了电磁兼容性能。
● 智能化模块
充电模块内置 CPU,协调管理模块各项操作及保护,并以电气隔离的数字通信方式接受上位机的控制,其优点有:
① 设有光电隔离的数字通信接口具有电气隔离能力,可承受外界 2000V 电压冲击。
② 模块接受的指令是数字信号,只有在接到符合通信协议的指令时,才执行相应的操作,任何干扰导致的非法指令均不接收,不会引起模块误动作。
③ 模块故障时,故障模块自动退出,不影响系统正常运行。
④ 智能化模块能监测到集中监控器的工作,当集中监控器故障时,可以手动控制各个充电模块,实现电压、电流的设置。
⑤ 智能化模块的监控采用分散控制方式。
● 充电模块具有如下独立的功能:
稳定的直流输出
电压、电流设置功能
开关机控制功能
自主均流功能
● 可直接显示输出电压、电流及各种工作状态。
● 设有完善的过流、过压、短路保护及防雷措施。
● 采用 SMT 表面贴片工艺,稳定性好。
● 95%以上的器件为进口原装。