一種開關(guān)型高壓直流電源的設(shè)計

王寅平

【摘要】提出一種脈寬調(diào)壓式功率管-LC高壓直流電源的電路設(shè)計。由脈寬調(diào)制\電路輸出方波脈沖驅(qū)動開關(guān)功率管-LC電路,使其發(fā)生高頻功率振蕩;經(jīng)由過程調(diào)諧脈沖寬度控制輸出高壓;設(shè)計同步脈沖反饋電路,迫使驅(qū)動電路的脈沖頻率與LC諧振同步,從而提高輸出效率和脈寬調(diào)諧能力,實現(xiàn)年夜功率輸出。

　　關(guān)頭詞：高壓直流；PWM；同步脈沖

ADesignofHighVoltageDCPowerSourcewithHighFrequencyRectification

WangYinping

Abstract：Thethesisputforwardsadesignofelectriccircuitswhichcangethigh-poweroutputofhighvoltageDC.Thecircuitsincludepulsewidthmodulation(PWM)circuit，synchronizationcircuit，LCcircuitandpowerswitchtransistorsetc.TheoutputofPWMplusessynchronizedbyfeedbacksignalsdrivethetransistorsandLCcircuittogetpowerplusesoutput.

Keywords：HighvoltageDC;PWM;Synchronizationpluses

1　前言
　　高壓直流電源憑據(jù)其電流變換方式凡是可分為AC/DC和DC/DC變換兩種類型[1]。AC/DC變換是直接經(jīng)由過程電源變壓器將工頻交流電升壓,經(jīng)高壓硅堆整流后發(fā)生高壓直流輸出,采用可控硅控制和調(diào)壓,經(jīng)由過程對可控硅的移相觸發(fā)控制,改變輸進真?zhèn)�交流電壓,從而實現(xiàn)對輸出電壓的控制。這類高壓電源輸出功率年夜,主要運用于工業(yè)方面。DC/DC變換的高壓電源,即功率管-LC振蕩式高壓電源,其基來源根基理是建立在開關(guān)器件對輸進直流進行斬波的根蒂根基上。用脈沖變壓器和高壓整流器件將LC電路發(fā)生的高頻脈沖升壓整流成高壓直流。此類電源因其體積小,獲得靜電高壓容易而運用于一些方面,但又因其輸出功率小,效率低,穩(wěn)定性欠好等緣由限制了它的使用范圍。
　　功率管-LC振蕩式高壓直流電源，凡是由兩個部門組成:
　　一部門是功率電路,用于發(fā)生LC振蕩和高壓功率輸出;
　　另外一部門是驅(qū)動電路,它發(fā)生一定頻率和脈寬的驅(qū)動脈沖,驅(qū)動功率管的導(dǎo)通和截止。
　　今朝這類高壓電源的主要問題在于:
(1)驅(qū)動脈沖與LC諧振分歧步，使功率管的功率消耗增年夜;
(2)功率管工作于非開關(guān)狀態(tài)，如工作于諧波狀態(tài)而使功率管的功率消耗較年夜;
(3)采用諧波反饋驅(qū)動使輸出的穩(wěn)定性受諧波畸變的影響較年夜;
　　(4)調(diào)壓方式是調(diào)諧電路的直流電壓,而調(diào)壓器件的額定功率限制了年夜功率輸出的可能。
　　為解決這些問題本文提出響應(yīng)的電路設(shè)計,其基來源根基理是:采用脈寬調(diào)制(PWM)方式控制高壓直流輸出;劃分向功率電路與驅(qū)動電路提供電源,使功率電路的輸進功率額度不受限制。為此本文中的驅(qū)動電路設(shè)計包括了實現(xiàn)響應(yīng)功能的電路:振蕩電路??它發(fā)生頻率小于LC諧振頻率的鋸齒波,向功率電路提供驅(qū)動旌旗燈號;同步脈沖電路??它經(jīng)由過程比力功率管集電真?zhèn)�電壓而發(fā)生同步脈沖旌旗燈號,強制振蕩器與LC諧振同步;脈寬調(diào)制電路和驅(qū)動功放電路??它將鋸齒波轉(zhuǎn)換成方波脈沖輸出并可調(diào)諧脈沖寬度以驅(qū)動功率電路中功率管的飽和導(dǎo)通和截止，調(diào)控飽和導(dǎo)通時間。

2　驅(qū)動電路
　　驅(qū)動電路由振蕩器、同步脈沖電路、PWM電路和脈沖功放電路等功能模塊組成,電路基來源根基理，如圖1所示，IC1～IC3是3個電壓比力器,輸出端為集電極開路。IC2、D2、C2和R21～R25等組成鋸齒波振蕩電路。E1是用小功率電源變壓器、橋式整流器和整流電容等組成的低壓直流電源的電壓,但未經(jīng)切確的集成穩(wěn)壓,是以可保證其與工頻交流電網(wǎng)電壓的幅值變化呈線性關(guān)系。以E1作為經(jīng)R21和R22(R21>>R22)向C2充電電源,E1經(jīng)集成穩(wěn)壓后E(E<E1)為驅(qū)動電路電源。充電時,當C2端電壓uC年夜于R23和R24之間分壓u2時,IC2輸出低電平,C2經(jīng)由過程R22,D2放電,電壓uC下降。當uC下降到R23和R′24(R′24為R24與R25的并聯(lián)值)之間的分壓u′22時,IC2輸出截止。E1經(jīng)R21,R22再次向C2充電,如斯頻頻,uC周期性變化,其周期為T。

圖1　驅(qū)動電路簡圖

式中　
　　　
　　在E1與u′2相比力年夜的情況下,C2真?zhèn)�電壓波動是較理想的鋸齒波,T近似為

(1)

IC3為PWM電路的焦點元件,其‘ ’端輸進電壓為u3,可調(diào)。當uC<u3時,IC3輸出高電平,當uC>u3時,IC3輸出低電平,鋸齒波的輸進使IC3輸出方波脈沖,經(jīng)由過程調(diào)u3可線性調(diào)諧脈沖寬度t0,

(2)

IC1、D1、C1、BG1、BG2和R11～R16等組成同步脈沖電路。D1是耐壓快恢復(fù)二極管,它的P極與功率電路中功率管的集電端毗連。當功率管截止,在LC電路振蕩的第一波的正脈沖事后,功率管的集電端電壓UX降到小于IC1負輸進端基準電壓u11時,IC1輸出低電平,經(jīng)R12,C1微分發(fā)生一尖脈沖,經(jīng)BG1放年夜后觸發(fā)BG2飽和導(dǎo)通,使C2迅速放電。由于振蕩器固有頻率小于LC諧頻,在同步脈沖電路工作時,C2不再經(jīng)過R22、D2放電,而是經(jīng)由過程BG2飽和導(dǎo)通放電,此時振蕩器與LC諧振同步,IC3輸出同步驅(qū)動脈沖。圖2(a)為同步前uC的波形;圖2(b)是UX的波形;圖2(c)是同步后uC的波形。

圖2　同步前后鋸齒波形與LC電路X點的脈沖波形

2功率電路
　　基本電路，如圖3(a)。功率電路的電源為E0,可直接從工頻交流電橋式整流獲得。功率管BG的基極接驅(qū)動電路輸出端,驅(qū)動電路輸出正方波脈沖時,BG飽和導(dǎo)通,流過L的電流迅速增年夜,當其截止時,LC發(fā)生串聯(lián)諧振,BG集電端X點對地發(fā)生較高電壓脈沖,當該脈沖電壓降回到零四周時,BG集電端經(jīng)由過程二極管D1向同步脈沖電路反饋一負脈沖,促使驅(qū)動電路再次輸出正方波脈沖,使BG再次飽和導(dǎo)通,如斯脈沖變壓器只將BG關(guān)斷后LC串聯(lián)諧振所發(fā)生的第一波的正脈沖升壓輸出。在BG導(dǎo)通的t0時間內(nèi),線圈L上發(fā)生磁化電流i0，BG截止后,LC電路在初始電流i

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導(dǎo)讀：文化建設(shè)對于提高企業(yè)組織的成長能力和經(jīng)管水平的重要意義已獲得普遍認同，互聯(lián)網(wǎng)時代下，若何掌控信息化條件下企業(yè)文化建設(shè)的新特點，并找到推動企業(yè)文化建設(shè)新的有用方式，使得信息化與企業(yè)文化建設(shè)相得益彰，需要不竭地索求與測驗考試。

自國家電網(wǎng)公司展開企業(yè)文化“四統(tǒng)一”主題實踐勾當以來，山西晉中供電分公司（以下簡稱分公司）連系現(xiàn)實，積極索求企業(yè)文化“ 四統(tǒng)一” 建設(shè)渠道， 強化“ 一個國家電網(wǎng)” 、“我是國家電網(wǎng)人”意識，以理念導(dǎo)進為切進點，編印文化實踐手冊指引員工道德性為，促進企業(yè)和諧成長。近來分公司員工們的電腦屏和手機屏上又增加了一道美味的文化甜點：“企業(yè)文化集萃?? 國家電網(wǎng)公司焦點價值觀： 誠信、責任、立異、奉獻……”標志著該公司企業(yè)文化進進“e時代”。

厚德載物。秉持著文化育人、文化強企的優(yōu)良傳統(tǒng)，經(jīng)過延續(xù)起勁晉中供電分公司已是集“全國企業(yè)文化建設(shè)優(yōu)秀單元、全國用戶滿意企業(yè)、全國文明單元”等聲譽于一身的常識型、文化型企業(yè)。

學習，培育向上沃土

優(yōu)秀的企業(yè)文化需要一支素質(zhì)高、營業(yè)好的員工隊伍來吸納、領(lǐng)會、從而升華。分公司以培育員工準確的價值觀和思想境界為切進點，在教育指導(dǎo)上花年夜力氣，營建了文化育人、文化強企的優(yōu)秀風氣。

分公司黨委中心組接納專題講座、旁觀視頻集中學習，廣年夜干部員工經(jīng)由過程分公司局域網(wǎng)《理論學習場地》進行學習，提高干部員工對企業(yè)文化的熟悉；召開企業(yè)文化建設(shè)經(jīng)驗交流會，各黨（總）支部相互交流經(jīng)驗、配合學習提高；舉行“崗位之星”企業(yè)文化常識競賽，

展開“慶祝新中國成立60周年重點勾當暨首屆企業(yè)文化藝術(shù)節(jié)”系列勾當；特邀被譽為“中國企業(yè)家的培訓師”傅宗科博士進行專題講座；選送具有一定理論功底和經(jīng)管常識的員工加入企業(yè)文化建設(shè)培訓及認證工作，起到以點帶面的輻射效應(yīng)。

有這樣一組數(shù)據(jù)：1月12日，首次組織“崗位之星”前三名赴杭州進行兼職培訓師學習；3月16日，首次展開增強本部作風和履本能機能力建設(shè)；6月24日，首次組織57名中層及后備干部赴清華年夜學學習……截至今朝，分公司層面共完成培訓項目64項，培訓6010人次，三級培訓計劃執(zhí)行率完成100%，全員培訓率完成100%。今朝，已有23名政工人員取得全國企業(yè)文化

師資歷證書，實現(xiàn)了2009年認證率到達30%的計劃。

在這里，“快樂學習，終生充電”的學習理念展墊著積極向上的土壤，為全體員工學習營業(yè)常識和規(guī)范小我職業(yè)生活生計設(shè)計提供了豐厚營養(yǎng)。隨著時間悄然劃過，優(yōu)秀的理念和文化如同灑落的種子已深深埋進了員工的心中。

手冊，連起文化脈絡(luò)

晉中分公司編印發(fā)放《服務(wù)》、《平安》、《情況》、《禮儀》、《廉潔》、《道德》六種實踐文化手冊5000余本，為員工送上了一份文化年夜餐。“文化具有壯大的滲透力與推動力，需要一種鍥而不舍的拾貝精神來凝煉”，這是分公司在企業(yè)文化建設(shè)路上索求的經(jīng)驗。從認知慢慢到普及、深進，分公司一路行一路“撿”，用手冊穿針引線，形成具有自身特點的文化脈絡(luò)。認真貫徹“四統(tǒng)一”的要求，培育以“誠信、責任、立異、奉獻”為焦點的價值觀，不竭拓展企業(yè)文化內(nèi)容，編印了《揚榮明恥 做文明晉電人》、《員工行為規(guī)范匯編》等手冊，同時將忠實、誠信、勤儉、平安等散落在遍地的文化，凝煉、整理，編發(fā)了《忠

誠企業(yè) 奉獻社會》、《揚帆正那時??展開深進學習實踐科學成長觀勾當紀實》、《科學成長黨旗紅》等文集和畫冊，并發(fā)放到下層單元，使廣年夜員工隨時隨處被濃濃的企業(yè)文化陶冶和感染著，形成了道德、平安、成長、營銷、經(jīng)管、服務(wù)、廉潔、禮儀、網(wǎng)絡(luò)、情況等特點文化建設(shè)，“文化打造品牌 和諧促進成長”的企業(yè)文化理念新鮮出籠。企業(yè)文化已從“久在深隱士未識”，釀成了“潛移默化進心田”。

宣傳，激活介入熱情

隨著電力企業(yè)新方針簡直立，出格是電網(wǎng)建設(shè)工作的周全展開，電力員工散布在了各個工作場所。分公司積極索求企業(yè)文化建設(shè)新渠道，針對當前工作忙碌、現(xiàn)場工作人員多的現(xiàn)狀，經(jīng)由過程網(wǎng)絡(luò)、手機等現(xiàn)代化通訊手段，使用手機上網(wǎng)、閱讀、音樂視頻等功能開通了企業(yè)文化手機報、手機短信、網(wǎng)頁轉(zhuǎn)動等宣傳途徑，實現(xiàn)了企業(yè)文化傳布的全員落地，讓員工們工作之際，不時處處、分分秒秒都在接受企業(yè)文化的陶冶。該公司企業(yè)文化手機報與網(wǎng)頁

企業(yè)文化集萃欄目內(nèi)容一致，一周至少劃分編發(fā)一刊，不按時發(fā)送，內(nèi)容和時性的信息為主，主要以企業(yè)文化經(jīng)典名句、優(yōu)秀文字、經(jīng)典圖片、動漫作品為主，開設(shè)有新聞導(dǎo)讀、特點勾當、下層傳真、我談文化等欄目，重點為廣年夜員工提供有用、能用、可用的企業(yè)文化信息常識，在全公司掀起了一股人人關(guān)注企業(yè)文化建設(shè)、介入企業(yè)文化宣傳的熱潮。文化，助力品牌建設(shè)企業(yè)形象是展現(xiàn)企業(yè)文化的一面鏡子，更是直接影響企業(yè)市場競爭實力的無形資產(chǎn)。分公司以“三思三晉”為工作管轄，堅持“四個服務(wù)”宗旨，在廣年夜用戶中樹立了

優(yōu)秀的品牌形象。

2 0 0 9 年年末，晉中市遭遇了50年一遇的特年夜雪情。由于氣溫突降、臺區(qū)家用電器負荷猛增，晚上8時，新華小區(qū)等三個小區(qū)自籌電纜燒斷，相繼造成近千戶居平易近家中停電。分公司緊急啟動預(yù)案，在第一時間迅速展開搶修，分公司向?qū)Ш蛦T工冒嚴冷、戰(zhàn)冰雪，在最短時間內(nèi)恢復(fù)正常供電。第二天上午，張璞市長專程趕來，對分公司不講條件、不計價格，連夜處置故障的行為給予高度贊揚。此次狂風雪中，分公司前后調(diào)動搶修隊35支，出動搶修人員

380人次，搶修車輛58臺次，確保了惡劣天氣下晉中電網(wǎng)平安穩(wěn)定，保障了全市工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居平易近用電。在這里，“起勁超越 追求卓著”不是口號，而是晉中電力人真誠服務(wù)的座右銘。文化的氣力催生履職釀成了實其實在的行動：接連幾年投資1140萬元，完成228個村路

燈亮化工程；配合政府移平易近新村建設(shè)，投資161.9萬元，完成1619戶通電工程；積極展開幫扶工作，為溫柔縣橫嶺鎮(zhèn)儀城村修建了圖書室、對3000余米河流進行了清淤……

上善若水。企業(yè)文化如涓涓細流，已匯進了每位員工的心中，并激起著年夜家加倍強烈的創(chuàng)業(yè)熱情。在“一強三優(yōu)”嘹亮的軍號聲中，晉中電力人正信心百倍、揚帆遠航……C

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