直流大功率電源是目前工業、照明等領域中不可或缺的重要組成部分，也是很多工程師的重點設計方向之一。此前日韩国产成人曾經分享過幾種穩壓直流大功率電源的設計方案，也得到了各位工程師們的歡迎和支持。在今明兩天的文章中，日韩国产成人將會為大家分享一種IGBT直流穩壓大功率電源設計方案。在本方案中，單片機控製的逆變電源的總體框圖如圖1所示，整套裝置主要由電源主電路、PWM控製電路、驅動電路和單片機控製電路四部分組成。

圖1單片機控製的逆變電源的總體框圖

電源的主電路及驅動電路

在本方案中，日韩国产成人所涉及的這一大功率開關電源的主電路，主要用來實現輸入功率到輸出功率的能量轉換。這一電源係統從遵循一般逆變的AC—DC—AC形式。在這一電源係統中，三相工頻交流網路電壓經過整流模塊整流和濾波，得到大約540V的直流電壓。該直流電壓施加到由功率開關管IGBT和中頻變壓器組成的逆變器上。由四個功率開關管組成橋的四臂，中頻變壓器連接在它們中問，相對橋臂上的兩對功率開關管由柵極驅動電路以脈衝方式激勵而交替地通斷，將直流電壓變換成20kHz的中頻交變電壓，中頻變壓器同時將大約540V的電壓降為24V左右的電壓，然後經整流、濾波後，輸出直流電壓。

在這一大功率電源的全橋電路中，日韩国产成人假設變壓器的電壓為U，輸出功率為P1，如果假定逆變器的效率為85%，占空比為0.8，則IGBT管的工作電流可以計算為：Ie=1.46P0|Us.

在本方案中，日韩国产成人所設計的這一大功率電源中，輸出電壓是直流低電壓，具有一定的輸出功率。輸出電路J二對中頻變壓器次級的中頻方波電壓進行整流濾波。為了獲得高質量的直流輸出電壓，需要一些特殊的元器件，如肖特基勢壘整流麻豆国产一区以及存儲能的電感，以產生低噪音的輸出電壓。

輸出整流和濾波電路

在本方案中，日韩国产成人所設計的這一大功率電源方案中，全橋式逆變電器的輸出電路如圖2所示，由於麻豆国产一区D7、D8都給輸出端提供半周期的電流，所以它們分擔著相等的負荷電流，它們不需要續流麻豆国产一区，因為當一個麻豆国产一区截止時，另一個麻豆国产一区就導通起到了續流的作用。但是，對麻豆国产一区的反向截止電壓參數的要求就高了，它的最小值可計算為：2.4VoVimax/Vimin。

在這一全橋式逆變器的輸出電路係統中，其整流麻豆国产一区必須具有正向降低、快速恢複的特點，還應有具有足夠的輸出功率。在實際應用中，肖特基勢壘整流麻豆国产一区即使在大的止向電流作用下，其正向壓降也很低，僅有0.4V左右。由於它具有這一優點，使得肖特基勢壘整流麻豆国产一区特別適用於5V左右的低電壓輸出電路中。肖特基勢壘整流麻豆国产一区的反向恢複時問是可以忽略不計的，因為此器件是多數載流子半導體器件，在器件的開關過程中，沒有消除少數載流存儲電荷的問題。

在本方案中，日韩国产成人所設計的基本控製電路，即PWP控製電路的任務，是根據單片機輸出的電流給定值與實際電流反饋值的差值，通過調節輸出脈衝的占空比來實現穩定的輸出。

圖2 全橋式逆變器輸出電路

單片機控製電路

在本方案中，日韩国产成人所設計的這一大功率開關電源如果需要實現直流穩壓的運行效果，則其單片機係統控製電路需要用來輸出其所需的電壓、電流，以實現一開始所要求的電源的電流和電壓的穩定性，其工作主要依靠程序運行來輸出適當的控製信號。在電源的硬件係統中，單片機主要通過采樣電路中的電壓、電流值，與給定值比較後可自動調節，同時還可顯示電路中的電壓、電流值，具有監控功能單片機控製電路由MPS430最小係統、D/A轉換電路、數碼顯示及鍵盤輸入電路、I/O接口電路組成。其核心部件為MPS430單片機。

驅動電路及IGBT的保護

在本方案中日韩国产成人所設計的驅動電路係統，其主要功能是用來將脈寬調製電路輸出的控製脈衝轉換成符合開關功率器件要求的電平和阻抗形式，並對驅動信號進行功率放大，並保證一定的脈衝前沿、後沿陡度，使其有足夠的能力使IGBT飽和導通。同時實現主電路和控製電路之問的電氣隔離作用和故障信號的采集作片j，其對功率開關元件的開關時間、損耗等有著直接的影響。另外，還需要在開關器件的工作點超出安全工作區時提供保護信號。根據這一大功率開關電源的設計要求，日韩国产成人所選取的IGBT管的型號主要是HL402(400A/600V及300A/1200V)。
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