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光伏逆变辅助电源的设计.pdf

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光伏逆变辅助电源的设计--第1页

光伏逆变辅助电源的设计

摘要:为了设计光伏逆变器的辅助开关电源,电路结构采用电流型隔离式单端反激的

控制方式,通过实验得出设计的电路适合光伏逆变电源的结论。该实验涉及开关电源的一些

基本设计指标、变压器磁芯及绕组的设计、反馈及稳压电路的设计。设计的辅助电源已经用

于光伏逆变器上,运行稳定,输出纹波小,变压器无发热现象,达到了设计目标。

关键词:开关电源;变压器;脉宽控制芯;UC3842

0引言

随着我国电力电子技术的不断革新以及光伏发电技术的广泛应用,研究光伏逆变电源内

部的供电部分具有较大的实用价值。本文针对光伏逆变电源中辅助电源的特点,设计了一种

隔离式单端反激的多路输出开关电源,它具有小体积、高性能和便于实现多路输出等优点。

1原理与设计

1.1辅助电源工作原理

隔离式单端反激电源电路结构原理如图1所示。

隔离式单端电源是指高频变压器作为主要隔离器件,且变压器磁芯仅工作在其磁滞回线

一侧。所谓反激式系指开关功率管VT1导通时,在初级电感线圈中储存能量,而当VT1关

闭时,初级线圈中储存能量再通过次级线圈感应释放给负载。

其电路工作过程如下:

当MOS管VT1导通时,电流从电池正极经脉冲变压器上端流经脉冲变压器至下端,再

从功率管VT1的D极至S极,最后返回至电池负极。电流在流过脉冲变压器时它在变压器

初级电感线圈中做功储存了能量。经变压器耦合,使变压器次级产生了一个上负下正的电压,

该电压同时使与变压器次级相连接的二极管VD处于反偏压状态,所以二极管VD截止。在

变压器次级回路无电流流过,既没有能量传递给负载。当MOS管VT1截止时,因电感线

圈的自感电动势作用,电流方向变成了上负下正,经耦合,变压器次级电感线圈中的电压反

转过来,即上正下负,从而使二极管导通,初级上电压经二极管整流成为直流单向脉动电压,

该电压给输出电容C充电,同时在负载RL上也有了电流IL流过。

1.2开关电源的设计

1.2.1技术指标

具体技术要求为:

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(1)输入电源电压:DC24V,48V,110V,220V,330V±99V。

(2)输出电压电流:VCC1=15V±0.15V,0.7A;VDD1=5V±0.05V,0.3A;

VCC2=12V±0.12V,0.1A;VCC3=15V±0.15V,0.2A;VCC4=24V±0.24

V,0.1A;VCC5=24V±0.24V,0.3A。

(3)额定输出功率:30W,最大输出功率40W。

(4)电压调整率:1%,1I(I指额定输出电流)。

(5)负载调整率:1%,0.2~1I。

(6)纹波系数:VPP≤200mV。

(7)整机效率:多路电源80%。

(8)工作环境温度:-10~+45℃。

(9)温升:35%。

(10)过载承受能力:1.1I(10min)。

1.2.2开关电源主回路

主回路开关管选用电压驱动型功率管IRF530,与传统的反激自激式开关电源中的晶体

管相比,具有频率高,驱动控制简单,驱动功率小的优点。为了减小开关管的开关应力,设

计了与初级电感并联的RC缓冲电路,吸收关断过电压的能量。为了满足输出低纹波的要求,

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