在電鍍行業(yè)里，一般要求工作電源的輸出電壓較低，而電流很大。電源的功率要求也比較高，一般都是幾千瓦到幾十千瓦。目前，如此大功率的電鍍電源一般都采用晶閘管相控整流方式。其缺點(diǎn)是體積大、效率低、噪音高、功率因數(shù)低、輸出紋波大、動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢、穩(wěn)定性差等。
本文介紹的電鍍用開(kāi)關(guān)電源，輸出電壓從0~12V、電流從
0~5000A 連續(xù)可調(diào)，滿載輸出功率為60kW.由于采用了ZVT軟開(kāi)關(guān)等技術(shù)，同時(shí)采用了較好的散熱結(jié)構(gòu)，該電源的各項(xiàng)指標(biāo)都滿足了用戶的要求，現(xiàn)已小批量投入生產(chǎn)。
2 主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
鑒于如此大功率的輸出，高頻逆變部分采用以IGBT為功率開(kāi)關(guān)器件的全橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，整個(gè)主電路如圖1電感器工廠 所示，包括：工頻三相交流電輸入、二極管整流一體成型電感生產(chǎn)廠家橋、EMI 濾波器、濾波電感電容、高頻全橋逆變器、高頻變壓器、輸出整流環(huán)節(jié)、輸出LC 濾波器等。
隔直電容Cb 是用來(lái)平衡變壓器伏秒值，防止偏磁的。考慮到效率的問(wèn)功率電感器生產(chǎn)商題，諧振功率電感LS 只利用了變壓器本身的漏感。因?yàn)槿绻撾姼刑螅瑢?huì)導(dǎo)致過(guò)高的關(guān)斷電壓尖峰，這對(duì)開(kāi)關(guān)管極為不利，同時(shí)也會(huì)增大關(guān)斷損耗。另一方面，還會(huì)造成嚴(yán)重的占空比丟失，引起開(kāi)關(guān)器件的電流峰值增高，使得系統(tǒng)的性能降低。
圖1 主電路原理圖
3 零電壓軟開(kāi)關(guān)
高頻全橋逆變器的控制方式為移相FB2ZVS 控制方式，控制芯片采用Unitrode 公司生產(chǎn)的UC3875N。超前橋臂在全負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了零電壓軟開(kāi)關(guān)，滯后橋臂在75 %以上負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了零電壓軟開(kāi)關(guān)。圖2 為滯后橋臂IGBT 的驅(qū)動(dòng)電壓和集射極電壓波形，可以看出實(shí)現(xiàn)了零電壓開(kāi)通。
開(kāi)關(guān)頻率選擇20kHz ，這樣設(shè)計(jì)一方面可以減小IGBT的關(guān)斷損耗，另一方面又可以兼顧高頻化，使功率變壓器及輸出濾波環(huán)節(jié)的體積減小。
