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1 引言
早期的高压直流电源通常采用220 V工频交流经变压器升压,面积测量仪整流滤波获得,电源的体积和重量很大,并且纹波较大,稳定性不高,效率低。目前的高压电源主要采用开关电源技术,PWM波的产生芯片主要用SG3525(集成PWM控制芯片)或者UC3875(移相谐振全桥软开关控制器)做成高频高压电源,大大减小了电源体积和重量,提高了电源的稳定性和效率。但SG3525功能单一、产生的PWM波形也没有 DSP产生的PWM波形稳定性好,并不能实现与上位机通讯及智能调压等功能。此处设计以DSP为控制核心,DSP产生的死区可调的PWM波完全可代替 SG3525或UC3875所产生的PWM波,还可实现电源输出调压和过压过流保护等功能。
高压电源的重要特点就是快速可靠保护。例如过流保护、过压保护、击穿短路保护等,这里在新型直流高压电源研制上尝试应用新的技术手段,提出新的设计思路来解决这些问题。
2 设计原理
高压电源的总体框图如图1所示,电路主要分为主电路和控制保护电路两部分。
测亩仪该系统的工作原理:先将市电220 V/50 Hz通过全桥整流滤波后,变成300 V左右直流电压,将其通过PWM的Buck变换得到0~300 V可调直流电压。然后直流电经过DC/AC逆变成高频电压,经过谐振电路和高频变压器后电压变为10 kV左右,再经倍压整流得到所需的电压。DSP系统为DC/DC提供电压输出幅值的给定信号,同时接收DC/DC环节来的反馈信号,并实时地做出反应,控制DC/DC环节输出电压的大小。对于DC/AC环节,DSP系统通过输出4路脉宽可调的PWM信号控制逆变环节4个IGBT的通断,并且接收反馈动作信号,控制4路PWM的脉宽来达到控制逆变环节输出电压的目的。DSP系统还可进行输出电压测量,并且提供一个良好的人机接口,实时地显示各个参数值,并提供操作控制。 |
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