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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，