随着电源技术的不断发展和成熟,开关电源作为一种体积小、重量轻、高频、高效率的电力变换装置,被广泛用于各个领域。雷达显示器作为雷达系统的"眼睛"要求起其具有高可靠性,而其电源的可靠性则要求更高。
下面是某型雷达显示器对高压电源的技术要求:
(1)输入电压:400hz/220v±l0% (2)输出电压:+4 500v 一1 600v (3)输出电流:+4 500v/l ma一1 600v/1ma (4)负载稳定度:≤10-3 (5)电压稳定度:≤5×10-3 (6)输出电压纹波:≤1×10-3 (7)mtbf:≥5 000h (8)延时时间:≥20s
1 概 述
为了达到上述要求,本变换器采用了双端输出式脉冲宽度调制器sgl524,他的功能较全、使用灵活、价格便宜。
整个电路由图1所示的几个部分组成,输入电压经过全桥整流滤波后送给vicor模块(vi-j63cz)进行dc-dc变换,输出为直流24 v电压,再经78lml5稳压到15v后直接为sgl524供电。sgl524的11脚输出脉冲经v11放大ti隔离后,再经v21功率放大,脉冲变压器升压后再经整流滤波输出高压。
2 电路设计
(1)延时电路
由于显示器示波管的灯丝需要20s的预热时间,故需设置一个延时电路,以延缓给示波管阳极上加高压,由于sgl524内部设置了一个完全独立控制关闭的电路,通过控制其10端的电位即可控制整个脉宽调制器的输出。如图2所示。
加电→r32,r33分压→经r2给c2充电→v5导通→sgl524的10脚电位降低→sgl524工作,输出脉冲。
(2)振荡器频率
sgl524的振荡器频率fosc由外接元件r6,r4决定,即fosc=1/r6c4,式中r6的单位为ω,c4的单位为μf,电容c4的充电电流i=3.6v/rt,电容c4的容量大小直接影响振荡器的输出脉冲宽度,故c4不能取得太小,若振荡器的输出脉冲宽度小于0.5μs,则不能保证每一个脉冲都能触发翻转,为了保证触发器工作可靠,c4的容量一般在0.001μf~0.1。
(3)补偿网络
管脚9为补偿端,此处接上r-c补偿网络给电路引入一个0点来抵消电路输出滤波器中的极点,从而消除掉电路寄生振荡。此处r-c补偿网络采用56kω的电位器和0.001μf电容组成。
(4)反馈
sgl524的基准电源vref(5v)通过电阻r7,r5分压,分出。1/2vref=25v加于误差放大器ea的同相输入端脚2。
高压经r30,r31分压滤波送至场效应管v17,经v17电压放大后,再经射随器输出,送至sgl524的1端。假设电源电压降低或负载电阻变小引起输出电压降低时,则反馈到sgl524内的误差放大器反相输入端1的电压将减小,误差放大器输出电压将增加,从而使加到脉宽调制比较器反相输人端电压增大,输出晶体管的导通时间变大,故功率晶体管导通时间也变长,占空比q变大,从而使输出电压v0能回到原来的稳定值。反馈电路如图3所示。
(5)驱动与整流
经过tl的隔离,通过调整电阻r13,使输入v21的脉冲宽度变化从而达到调压的目的。其中加速电容c5、电阻r13按v21的稳态驱动电流确定。
驱动与整流电路如图4所示。
能量回授线圈(消磁线圈)将变压器多余的能量通过整流二极管v24(2ck29)回授到电源中去可提高效率。由于晶体管v21关断过程是开关管最易损坏的时间,因此采取的措施为在晶体管关断,集电极电压上升的同时,需较快的减少集电极电流。
图4中使用rc缓冲器接在晶体管的ce两端时,在关断晶体管时以减少晶体管集电极电流,其工作原理是当晶体管关断时,电容c10通过二极管v22被充电到vc一1.4,这样集电极电流有了分路,集电极电流能较快地减少。当晶体管v21导通时,c10通过电阻r23和晶体管v21放电。对于参数的选择可按经验公式求得:
c=ic(tr+tf)/vce r=4 vce/ic
其中:ic为最大的集电极电流(a); vce为最大的集电极一发射极电压(v); tf为最大的集电极电压上升时间(μs); tr为最大的集电极电流
随着电源技术的不断发展和成熟,开关电源作为一种体积小、重量轻、高频、高效率的电力变换装置,被广泛用于各个领域。雷达显示器作为雷达系统的"眼睛"要求起其具有高可靠性,而其电源的可靠性则要求更高。
下面是某型雷达显示器对高压电源的技术要求:
(1)输入电压:400hz/220v±l0% (2)输出电压:+4 500v 一1 600v (3)输出电流:+4 500v/l ma一1 600v/1ma (4)负载稳定度:≤10-3 (5)电压稳定度:≤5×10-3 (6)输出电压纹波:≤1×10-3 (7)mtbf:≥5 000h (8)延时时间:≥20s
1 概 述
为了达到上述要求,本变换器采用了双端输出式脉冲宽度调制器sgl524,他的功能较全、使用灵活、价格便宜。
整个电路由图1所示的几个部分组成,输入电压经过全桥整流滤波后送给vicor模块(vi-j63cz)进行dc-dc变换,输出为直流24 v电压,再经78lml5稳压到15v后直接为sgl524供电。sgl524的11脚输出脉冲经v11放大ti隔离后,再经v21功率放大,脉冲变压器升压后再经整流滤波输出高压。
2 电路设计
(1)延时电路
由于显示器示波管的灯丝需要20s的预热时间,故需设置一个延时电路,以延缓给示波管阳极上加高压,由于sgl524内部设置了一个完全独立控制关闭的电路,通过控制其10端的电位即可控制整个脉宽调制器的输出。如图2所示。
加电→r32,r33分压→经r2给c2充电→v5导通→sgl524的10脚电位降低→sgl524工作,输出脉冲。
(2)振荡器频率
sgl524的振荡器频率fosc由外接元件r6,r4决定,即fosc=1/r6c4,式中r6的单位为ω,c4的单位为μf,电容c4的充电电流i=3.6v/rt,电容c4的容量大小直接影响振荡器的输出脉冲宽度,故c4不能取得太小,若振荡器的输出脉冲宽度小于0.5μs,则不能保证每一个脉冲都能触发翻转,为了保证触发器工作可靠,c4的容量一般在0.001μf~0.1。
(3)补偿网络
管脚9为补偿端,此处接上r-c补偿网络给电路引入一个0点来抵消电路输出滤波器中的极点,从而消除掉电路寄生振荡。此处r-c补偿网络采用56kω的电位器和0.001μf电容组成。
(4)反馈
sgl524的基准电源vref(5v)通过电阻r7,r5分压,分出。1/2vref=25v加于误差放大器ea的同相输入端脚2。
高压经r30,r31分压滤波送至场效应管v17,经v17电压放大后,再经射随器输出,送至sgl524的1端。假设电源电压降低或负载电阻变小引起输出电压降低时,则反馈到sgl524内的误差放大器反相输入端1的电压将减小,误差放大器输出电压将增加,从而使加到脉宽调制比较器反相输人端电压增大,输出晶体管的导通时间变大,故功率晶体管导通时间也变长,占空比q变大,从而使输出电压v0能回到原来的稳定值。反馈电路如图3所示。
(5)驱动与整流
经过tl的隔离,通过调整电阻r13,使输入v21的脉冲宽度变化从而达到调压的目的。其中加速电容c5、电阻r13按v21的稳态驱动电流确定。
驱动与整流电路如图4所示。
能量回授线圈(消磁线圈)将变压器多余的能量通过整流二极管v24(2ck29)回授到电源中去可提高效率。由于晶体管v21关断过程是开关管最易损坏的时间,因此采取的措施为在晶体管关断,集电极电压上升的同时,需较快的减少集电极电流。
图4中使用rc缓冲器接在晶体管的ce两端时,在关断晶体管时以减少晶体管集电极电流,其工作原理是当晶体管关断时,电容c10通过二极管v22被充电到vc一1.4,这样集电极电流有了分路,集电极电流能较快地减少。当晶体管v21导通时,c10通过电阻r23和晶体管v21放电。对于参数的选择可按经验公式求得:
c=ic(tr+tf)/vce r=4 vce/ic
其中:ic为最大的集电极电流(a); vce为最大的集电极一发射极电压(v); tf为最大的集电极电压上升时间(μs); tr为最大的集电极电流
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