PWM大功率开关电源的原理与制作.pdf

·168- 柚理殛其应用 PWM大功率开关电源的原理与制作 李川1 郭江黔2 (1．黔西南民族师专物理系贵州·兴义562400) (2．鑫高益磁楷有限公司浙江·杂姚315400) 摘要 在对主电路进行简介的基础上．介绍了一种棱磁共振系统使用的大功率宽调压开关电源的制作与 调试，并给出了部分具体参数。 关键词 大功率开关电源PWbl制作与调试 在核磁共振设备的梯度线圈中，需要用到脉冲大电流以形成所需要的梯度磁场。随着对核 磁共振成像要求的提高，对开关电源的要求也随之提高，如何研制出更符合要求的开关电源， 就成了一个常新的话题。本文所介绍的开关电源，采用三相输入(输入电压342V一418V，频 数小，保护完善等一系列优点，非常适合核磁共振中对电源的要求，因而得到了广泛的使用。 电路框图如图1所示，共由四个部分组成。电路系统采用了二次Dc变换方案，先通过三相整 流将交流电变为直流电，再经推挽逆变电路将直流电变为高频方波，最后由脉冲变压器藕合到 次级，二次整流滤波后得到直流输出电压。电源采用了UNITRODE公司生产的集成电路 UC3526，其内部电路如图2所示，由内部基准电压、振荡器、误差放大器、比较器、PWM锁 存器、分相器、软启动、输出级等电路组成，是典型的固频脉宽调制器，它采用PWbl恒频脉 宽调制技术，通过改变开关管的占空比来实现对电压的调制，输出电路采用了图腾柱输出形式， 能使开关管更迅速的关断。UC3526输出两路相位差18盯的PWM信号，送至四个驱动器进行 功率放大， 图1电路框圈 PWM大功率开关电源的原理与制作 ·169· 控制八个开关元件的关断与导通，从而实现对输出电压的调整。开关元件采用的是绝缘栅型双 极晶体管(IGBT)，它集双极型功率晶体管和MOSFET管的优点于一体，具有输入阻抗高，驱 动功率小，开关损耗小，通断速度快，工作频率高等优点，非常适合做大功率开关电源变换器 中的开关元件。两路直流输出并联后经滤波得到最终的输出电压，由于并联后电流增大一倍， 故输出功率大为提高。 2 A100PCB板电路功能简介 2．1辅助电源：由三个三端稳压器提供，三路稳压输出分别是A+15V、一15V和B+lSV，其中 B+15V是单独提供给TC4429脉冲驱动电路，为减少前级的干扰，不能和A+15V相混淆。 2．2保护电路：光耦u2与Q4及附属元件构成输入电压过压保护，U4B与Q5及附属元件构成 输入电压欠压保护，U4C与Q7、Q8及附属元件构成输出电压的过压保护，U4A、Q9与继电器 K1组成具有延时功能的防浪涌电路。U13A与U13B是一个双电压比较器，通过控制其输出可 使UC3526停止输出，从而实现电源输出的关闭。 2．3控制及调整电路Q1、Q2、u1及附属元件构成一个电流源，为电压调节电位器和电流调 节电位器提供合适的电流。u7及附属元件构成过流及短路保护电路。U6将来自输出电压的变 化或电压调节电位器的变化放大后输到UC3526的误差放大器，实现对输出电压的稳定或调节； 两样，U8将来自输出电流的变化或电流调节电位器的变化放大后输到UC3526的误差放大器， 实现对输出电流的稳定或调节。 率放大后，控制开关管的通断。 3 A100PCB板的安装与调试 3．1首先安装一个由单向可控硅通过Rc振荡电路，此电路的元件有：Rll、R12、R13、R14、 ③脚，以方便调试。在元件安装无误后，给电路 接人正负18V电源，用示波器接在C17两端观察 波形。其输出渡形应如图3所示。如果幅度不够 或者过高的话，可适当调解Tl初次比，如果频 率有差异可调整C12或C18的容量，T1工作时钎∥曼…。j 会伴有高频声，属于正常。 V 7 3．2安装稳压电路me7815与me7915，安装集成、y VN。t 块插座。 3．3放置其余所有元件。 3．4连接所有需要的短路点P7—1～17-3、 1-P6—12P、6-13．P6—14。P6—15、 P6—1～P6—2、P64。P65、P6-7。P6．-8。P6—9P6、P6—10。P6--1 E1—