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在进行车辆装备的检查、维护和修理过程中，由于现有的外部电源体积和重量较大且移动困难，给实际的检修和维护保养工作带来了不少困难。因此，研制一种功率大、重量轻的多功能车辆维修电源是装备保障的迫切要求。本文详细介绍了基于DSP2407芯片的多功能电源控制系统的设计。该系统主要是将焊接、焊割、充电、起动、稳压供电等功能设备的电源部分进行集成化设计，通过数据采集、脉宽调制和数字PID调节等技术实现对电源输出的实时控制。
电源总体方案
多功能电源集成了焊接、焊割、充电、起动、稳压供电五种供电功能。电源控制系统主要由功率主电路、DSP控制回路以及其他辅助电路组成。系统原理图如图1所示。
图1 多功能电源系统框图
控制系统的硬件设计
1功率主电路
功率主电路包括输入整流滤波电路、IGBT逆变电路、高频变压器、输出整流滤波电路，如图2所示。
图2 功率主电路原理图
输入整流滤波电路包括：熔断器SR、三相转换开关K、三相桥整流器D0、合闸浪涌限制电路（主回路软启动电路）及滤波电路。主回路软启动电路的作用是为了防止在合闸瞬间造成：（1）电源开关接点熔断；（2）输入保险丝熔断；（3）对其他相邻电路产生干扰；（4）恶化电容器和整流器的性能。
逆变电路采用桥式逆变式，三极管VT1、VT3和VT2、VT4构成前后导通桥臂，其交替导通将直流变成高频方波交流，通过高频变压器后整流输出低压直流。二极管D2、D3、D5、D6为钳位二极管，其作用为：（1）在开关管关断时将因变压器漏感引起的电压尖峰钳位于输入电压E；（2）把电压尖峰能量回输到输入电容C1、C3中，提高电能的利用。而开关管两端所并接的R－C－D电路为尖峰电压吸收网络，其与上述的钳位二极管共同作用，抑制尖峰电压的影响。R－C－D网络中二极管的接入，既可缩短电容的充电时间常数，又可减少其放电电流，有益于开关管的功能减少。
高频变压器在电路中起到功率变换和隔离的作用。
输出整流器件采用大功率超快恢复二极管，考虑到实际中二极管的容量，采用两组管子并联整流，经过电抗器滤波后维持电阻R7，建立焊接电压。在整流电路设计安装时，注意高频变压器绕组与两组整流二极管的接线，不要造成绕组短路。在整流二极管两端并联的R－C吸收回路，吸收导通与关断时二极管上所产生的尖峰电压。 |
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