开关电源控制模式分析

开关电源控制模式分析（共8篇）

开关电源控制模式分析 篇1

摘要：本文对DX-600k W中波发射机合成器射频接触器控制板的原理进行了介绍, 并重点对过流监测电路和直流电机的工作原理进行分析, 以及模式开关的状态信号的归纳分析, 并详述了出现故障时的应急处理方法。

关键词：DX600kW中波发射机,合成器,模式开关,过流监测电路,直流电机,状态分析,应急处理

0 引言

DX600k W中波发射机由3个PB200k W (功放单元) 和1个合成器组成[1]。共有N-0和N-1两种工作模式, 即三并机 (600k W) 和二并机 (400k W) 方式工作, 工作模式的切换是通过合成器中的辅助开关 (连接假负载时使用) 和模式开关等共6个来完成的。本文以射频接触器控制板的工作原理为基础展开描述, 并在此基础上分析了板上的过流监测电路及开关的状态反馈。

1 射频接触器控制板的主要功能及原理

1) 模式开关状态“A”位信号检测电路如图1所示, K2为固态继电器, U1为光耦元件, 当控制指令下达电机伸展, 联动片插进光耦中间遮挡红外光线时, U1不导通, 集电极输出高电平, Q3的栅极输入为高电平导通, K2线包得电吸合, 接点4, 6和7, 9导通, 此时DS4灯亮起, 且“A”位切换到低电平状态。当光耦U1失去遮挡后, K2线包失电释放, 接点4, 5和7, 8导通, DS4等熄灭, 且“A”位切换到悬空状态。该信号经由J1-10向CCU接口板输送, 最终将开光的状态信息发送到PLC。

2) 如图2所示的控制电路, 当开关状态在“B”位时, 遮挡住光耦U2, K3线包得电吸合, 接点4, 6和7, 9导通。而对应开关状态“A”位的继电器K2线包失电释放, 接点4, 5和7, 8导通。控制流程为:A位控制指令, 来自CCU (合成器控制单元) 的“A”位为低电平状态控制信号→J1-3→K1的R端低电平→释放掉K1→K1的4, 5和7, 8接点导通, +24V从J1-1到K1的4, 5接点→K2的7, 8接点→直流电机→K1的7, 8接点导通→K4的7, 8接点→电阻R5→连接大地, 以上连接方式形成一个直流回路, 电机处于正常运转状态。此时, 由于挡板与电机之间的联动关系, 挡板会不断移动而逐渐遮挡光耦U1, Q3导通→K2吸合包线, K2的4, 6接点形成通路, 且K2的7, 8接点断开, 从而断开直流同路, 电机停止运转。此时遮挡光耦U2的挡板逐渐移开, K3被释放, 其4, 5和7, 8接点导通。模式开关的状态也由“B”转换为“A”, 此时, 信号与“A”位状态信号对应。

2 过流检测及保护电路

在模式开关直流电机进行伸缩动作的过程中, 常常会由于伸缩距离不足等原因而使得直流电机的回路中发生过流, 如果长时间处于这种状态下, 就可能导致直流电机发生损坏。因此, 需要通过设置过流检测电路及保护设定。图2给出了过流检测电路, 从纤维的分析可以看出直流电机回路中的A到B或者B到A, 电流都会通过电阻R5与大地流入大地。因此, 可以将R5的一端看作是直流电机的电流采样值, 同时进过R12送至U4_11, U4为一个LM339比较器, 通过调整电阻R19来控制U4负端的过流门限值, 当电流不断增加时, 电阻U5两端的电压也会不断上升, U4的正端电压也会上升, 并且超过负端。此时, 比较器U4_13转换为高电平输出, 场效应管Q2导通, K4的S端则会转变为低电平, K4的4, 6和7, 9接点导通。此时, 电流会出现过载, 并且点亮过载指示灯DS3, 而此时直流电机中K4的7, 8接点为导通, 因此, 电机中未形成完整回路, 电机停止运行。在这种状态下, 可以利用复位开关将K4中过载的电流释放掉, K4的7, 8的接通形成回路, 且电流并未过载, 电机恢复正常工作状态。

3 故障的应急处理

本文以PB1为例进行说明, 介绍了模式开关发生故障后的紧急应对措施[2]。MMI (人机接口屏) 用来控制和监测并机网络的所有功能, 用来对功放单元进行较高级别控制以及用来对整流器机柜和冷却系统进行监测。模式开关刷片由于长时间承载大电流, 此时, 其温度会不断上升, 而当刷片达到一定的温度后, 可能导致接触不良, 模式开关会因为接触不良而出现动作失灵、无法到位等问题, 导致直流电机回路过流。此时, 由于挡板无法遮挡光耦, 会导致直流电机在线和离线状态均发生故障, 进一步引起整部发射机发生射频封锁故障而导致发射机无法开机满功率播出。对此, 通常利用复位开关进行恢复, 如果通过复位开关仍然无法恢复正常, 则打开故障PB的模式开关的机柜门, 并拆下直流电机, 手动将模式开关恢复到离线位置, 将PB的模式控制接口板上的J4-1脱开, 并将TP3通过短路线进行接地, 显示正常状态, N-1模式工作。

在模式开关处于正常时, 光耦性能下降也可能导致模式开光出现状态故障, 而进一步引起整部发射机发生射频封锁故障。针对这一故障, 可以将合成器所对应发生故障PB1的机柜门打开, 此时模式开关实际上为在线状态, 将J4-2脱开, 然后将TP2通过短线进行接地, PB1恢复正常, 可以对功率进行正常添加。另一种应急处理方法为:将CCU (合成器控制单元) 接口板上J10-2接线甩开, 用自制带有限流电阻的短路线分别接在J10-2和J10-11 (SHIELD地) , 人为低电平恢复正常播音, 待后处理。反之, 如果模式开关本身为离线状态, 则将J4-1脱开, 并将TP3进行接地, 则故障消除。

4 结论

从本文的分析可以看出, 在发射机日常工作过程中, 模式开关的工作状态对发射机的运行状态存在极大的影响。因此, 为了保证发射机的正常运行, 在日常运维工作中, 需要进一步加强对模式开关刷片及控制电路的检查, 通常可以按照一周作为一个检修周期。通过对DX型中波发射机模式开关控制板的深入分析, 能够更加熟悉模式开关控制板的工作原理, 从而实现对其的有效控制。本文的研究工作对DX系列中波发射机的检修维护工作具有一定的参考价值。

参考文献

[1]王必君.DX大功率发射机合成器几例故障处理[J].中国科技信息, 2014 (21) :153-155.

[2]谢桂明.DX发射机合成器维护经验及线路改进实例[J].中国科技信息, 2010 (17) :133, 136.

开关电源控制模式分析 篇2

关键词：隔离开关；二次控制信号；回路

一、控制电路的基本构成

牵引变电所的断路器、隔离开关的控制电路一般是由指令单元、闭锁单元、联锁单元、中间传送放大单元、执行单元和连接它们的导线等二次电气设备组成。指令单元一般由控制开关、转换开关、按钮、保护出口继电器和自动装置等构成，其作用是发出断路器、隔离开关分、合闸命令脉冲。

闭锁单元般是由闭锁继电器接点、断路器的辅助接点组成，其作用是当一次设备发生重故障时，闭锁接点打开，切断分合闸回路，避免断路器重合闸于故障设备，防止事故范围进一步扩大。隔离开关操作顺序的正确性。中间传送、放大单元是由继电器、接触器及其接点组成，其作用是将指令单元发出的命令脉冲放大，并按一定程序送给执行机构。执行单元是断路器、隔离开关的操动机构，其作用是按命令驱使断路器分合闸。

二、110kV隔离开关的作用和构造

110kV隔离开关在结构上无灭弧装置，但是有一个明显的断开口。它的作用就是当其他设备检修的时候，用隔离开关隔离有电与无电部分，造成一个明显的断开点，使得检修设备与电力系统完全隔离，保证工作人员人身和设备的安全。开关和隔离开关互相配合，进行倒闸操作，以改变运行方式，以及可以用其来分合一些无故障的低负荷小电流的电路等。

110kV隔离开关的基本构造包含有导电主刀、绝缘子、传动垂直杆、底座、操作机构等。机构箱内安装有一个可以通过电气控制正反转的电机，利用电机的转动带动垂直传动杆和各相间的连杆，以驱动旋转绝缘子，就可使得隔离开关的导电主刀进行分合闸。

三、电动操作控制回路原理分析

隔离开关的控制方式可以分为远动控制、距离控制和就地控制三种。110kV隔离开关的电路是由一个控制回路和一个电机回路组成（如下图）。在控制回路中，可以通过实现隔离开关“远方”和“就地”进行分合闸操作。由转换开关SA1的切换，隔离开关既可进行运动控制，又能进行所内距离控制。合、分闸操作通过电动操动机构实现。通过手动/电动行S3的转换，隔离开关既能在操动机构箱内通过控制按钮进行就地分、合闸电动操作，又能通过机械手柄进行就地手动操作。

电路接通，但因接通的励磁绕组极性与合闸时相反，电动机逆时针方向旋转，使隔离开关分闸。隔离开关分闸到位后，分闸行程开关S21-2断开，分间接触器线圈失电，KM21-2、KM23-4断开返回，自动切断电动机回路，电机停止转动。分闸完毕后，隔离开关辅助接点QS17-19闭合，分闸位置继电器KCT受电，KCT11-9闭合，位置信号灯绿灯GN亮，表示隔离开关在分位。

正常运行时，通过牵引变电所主控室或电力调度中心对隔离开关进行距离操作，但在事故情况或检修、试验时，可以在操作机构箱内通过控制按钮进行当地分会间操作，SB1为合闸控制按钮，SB2为分闸控制按钮，其工作原理与距离操作类似。

参考文献：

开关电源控制模式的探讨 篇3

开关电源是在现代电子电力技术的发展基础上, 控制开关管的开通及关断时间比率, 以稳定输出电压的一种特殊的电源。一般来说, 开关电源由脉冲宽度调制控制IC、MOSFET组成。随着科学技术的发展, 开关电源技术也不断进行改革和创新。开关电源效率能够高达85%, 与普通线性电源相比, 开关电源的利用效率提高了一倍。同时, 开关电源采用了小体积的滤波元件及散热器, 可靠性、安全性也较高。从开关电源的类别来看, 可以分成AC/AC、DC/DC等类型, 其中, DC/DC开关电源的变换器已经实现了模块化设计和发展, 因而得到用户普遍认可。

从开关电源的产生和发展来看, 自上个世纪六十年代以来, 由于晶闸管控制模式的出现, 大大促进了开关电源的发展。到七十年代初期, 开关电源进入了长时期的瓶颈时期, 开关电源的效率问题更加突出。直至七十年代后期, 由于集成电技术的创新, 催生了各种开关电源芯片的产生。当前, 集成化电源已经广泛应用于航天、彩电、计算机等各个领域中, 随着半导体技术、电子技术的快速发展, 电子设备的总量和体积不断减小, 导致电源体积与电子设备的体积不相匹配。因此, 开关电源体积成为当前研究的重点。

从我国开关电源的研究情况来看, 在上个世纪六十年代, 我国已经成功研制出稳压电源。经过十年的发展, 稳压电源已经成功应用于电视机和中小型计算机。到八十年代, 我国已经成功研制出了0.5~5MHz谐振的软开关电源。从八十年代起, 我国开关电源进入了大规模更新换代的时期, 现代晶闸管稳压电源逐渐取代了传统铁磁稳压电源, 对办公自动化产生了很大的影响。进入九十年代, 我国成功研制了新型专用的开关电源, 供特殊行业使用, 如卫星及远程导弹系统所使用的开关电源。经历了约半个世纪的发展, 我国开关电源技术研发已经取得了较大的成就, 开关电源应用范围也逐渐扩展, 但与国外开关电源技术相比, 在使用方法和集成度方面, 我国还存在很大的不足, 还应该继续加强开关电源研究及应用。

2 开关电源数字控制技术分析

近年来, 随着计算机技术及网络技术的快速发展, 数字控制技术在社会生产生活中广泛应用。数字控制技术的产生, 是由于控制领域的监控和计算任务的要求, 如果采用模拟控制的方法, 难以取得较好的效果。随着电子器件的高速化及小型化发展, 开关电源控制模式也逐渐朝向数字化方向发展。开关电源数字控制技术, 能够增强开关电源控制的智能化、自动化水平, 为远程动态监测提供了良好的条件。在开关电源市场上, 标准化电源越来越多。但与此同时, 电源使用的行业需求也逐渐扩大, 专业电源的市场需求呈现出不断增长的趋势。

目前, 开关电源数字控制技术还处于半数字化时期, 对于某些技术难度高的控制功率部分还比较困难。数字化控制技术的应用, 受到复杂控制算法的影响, 这也是开关电源在发展过程中应该解决的技术。

开关电源数字控制技术能够提高系统灵活性, 也能够大大提高系统抗干扰能力。在开关电源运行过程中, 应特别注意电流检测、控制延迟、控制精度等问题。在系统通信及监控电路方面, 已基本实现数字化。数字化控制能够取代模拟电路完成电源启动的功能, 同时, 通过特定界面能够实现系统显示功能和通讯功能。在数字控制技术发展过程中, 电源管理数字控制技术得到较快发展, 开关电源数字控制技术应用范围也不断扩大。从开关电源的未来发展来看, 数字控制技术已经成为开关电源控制模式的未来发展方向, 发展前景非常广阔。

3 电流型开关电源控制模式分析

电流型开关电源控制模式是开关电源控制模式的主要控制模式, 与数字化控制模式相比, 电流型开关电源控制模式有一些几个优点:

3.1 具有较好的负载响应性能和回路稳定性

在开关电源运行过程中, 电流脉冲幅值变化受到输出电流平均值的影响。因此, 为了将开关电路控制在正常工作范围内, 以电流型控制模式有较好的效果, 能够充分发挥电感作用, 保证开关电源处于正常工作状态下。

3.2 在电压调整率方面效果较好

电流型控制模式的调整模式和线性稳压电源基本相同, 在输入电压发生变动时, 能够准确反映出电流电感变化情况, 不需要经过任何的放大误差即可完成脉冲的比较, 进而输出一定的脉冲宽度, 这样就能够实现前馈控制的效果。

3.3 并联运行能力比较好

电流型控制模式内环形成了一个受控电流的放大器, 以电流控制型变换器能大大方便并联工作, 而不需要事先采取其他措施, 操作较为方便, 且效果较好。

3.4 能大大降低高频功率开关在变换电路时功率损耗, 进而提高开关电源的运行效率。

在开关电源运行过程中, 其开通、断开过程必然会发生一定功率的损耗, 如何降低功率损耗, 对于开关电源的运行效率有很大影响。电流型控制模式能够通过内环参与电源控制的方法, 在电压控制方面能够实现更加准确和快速, 减少开关电源的功率耗损。

3.5 能够逐个检查电源脉冲幅值变化情况, 简化短路功能及过载保护功能, 提高开关电源运行过程中的安全性及可靠性。

由于电流型控制模式是通过内环控制, 以电感电流来测量峰值变化情况, 因为能够准确发现开关管及变压器的电流变化情况, 避免了短路及过载情况对开关管和变压器造成的影响。

4 结束语

科学技术的发展, 促进了开关电源控制模式的变化。从开关电源控制模式的发展情况来看, 电子电力技术的发展能够对开关电源产生深远的影响。开关电源控制模式经历了长时期的发展过程, 微型化及高频化成为开关电源的未来发展趋势。为了实现这一目标, 最重要的是加强技术创新, 提高开关电源控制频率, 将数字化控制技术作为开关电源研制中的核心技术和重要问题。同时, 结合各电流型控制模式的特点及优点, 能够实现开关电源全数字化控制的目标。

参考文献

[1]李丽平.开关电源控制模式分析[J].科技资讯, 2012, (23) :127-127.

[2]韩新华.反激式开关电源的分析与研究[J].太原科技, 2010, 192 (1) :95-96.

开关电源控制模式分析 篇4

目前开关变换器控制多采用脉冲序列控制法,这是一种恒频控制方法。虽然它提升了开关变换器瞬态响应速度,并简化了开关变换器的设计,但是它无法兼顾输出电压纹波和输出功率范围,极轻负载和空载模式情况下就无法正常工作。脉冲序列控制的扩展是多级脉冲序列控制,它缓冲了输出电压纹波和输出功率范围之间的矛盾,却又不能在空载模式情况下工作。为了提高开关变换器的性能,人们又提出了双频率控制技术,应用两组不同的控制脉冲对变换器的输出电压进行调控,使脉冲序列控制轻载效力不高,电磁干扰噪音较高的问题得到了有效的解决,可依然存在着较大的缺点,处于极轻负荷、空载模式无法工作。针对这些一直无法克服的技术上的缺点,现在提出了一种新型的开关变换器控制模式,即多频率控制技术。多频率控制是双拼控制技术基础上的改进,具有更广泛的应用价值。

1 多频率控制技术简介

在掌握双频率控制技术的基础上,人们对多频率控制技术进行了深入的研究,掌握了多频率控制技术基本工作原理,设计出多频率控制开关。多频率控制是通过增大控制脉冲级数从而控制变换器,在扩大变换器输出功率范围时减小离散频率控制脉冲的输入能量差别,因而减小输出电压纹波。多频率相对于双频率控制有很大进步,它可以使开关变换器稳态输出电压纹波降低,还能使输出功率范围变大,极轻负载或空载模式下还能够稳定工作,模拟实验已经证明了理论分析的正确性。因此多频率控制技术比双频率控制技术更实用。

2 多频率控制变换器研究

2.1 多频率控制变换器

多频率控制变换器就是在开关导线连通时,变换器输入的电流就是电感电流,当开关导线断开时,输入的电流就是零。无论输出功率怎样变换,控制器都能采取相对应控制脉冲进行调整,也就是说,让变换器拥有迅速的瞬态变换速度。变换器工作状态稳定时,多个控制脉冲会形成一个循环周期,这个周期会一直重复下去。

2.2 多级脉冲调节控制法

多级脉冲调节控制法就是在各个开关周期开始时,控制器检测开关变换器会输出电压,并根据具体情况选择脉冲中的某个脉冲作为有效控制信号。在具体的控制措施中,根据参数设置情况与变换器拓扑结构来设置脉冲,每一个脉冲的周期相同。因此,变换器也具备固定的开关频率。

2.3 多频率控制变换器输出电压的变化

在多频率控制模式下,电感电流处于开关周期开始和结束的时候都是零,对于多频率控制变换器,输入侧传递的能量完全转移至输出侧。当输入能量大于负载所消耗的能量时,多余能量通过输出电容储存,从而引起输出电压上升;当输出电压释放能量时又引起输出电压下降。因此输出电容等效串联电阻不会对周期内输出电压变量造成负担。多频率控制变换器的各级脉冲导通时间相同时,一个控制脉冲周期内的输入量是固定数值,而特定的输出功率仅仅与开关的周期有关。当输出功率一定开关周期时间较短时,输出电压上升。

2.4 多频率控制变换器的稳定性

多频率DCM Buck变换器输出功率较小时,多频率控制开关变换器能够根据输出的功率自动调节,选择合适的控制脉冲进行工作,从而输出电压值稳定,系统周期也是稳定的。实验结果也验证了理论分析的正确性。对于不同输出频率,采用多频率控制时变换器输出电纹波明显小于采用双频率控制时的情形,这一优势在随着输出功率的增加后变得更加明显。由此可以看出,多频率控制相比其双频率控制在抑制输出电压波纹方面有明显的优势。相比其双频率控制,多频率控制能够使变换器工作于轻负载条件下,从而拓宽了变换器输出功率范围。同时验证了多频率控制方法相比于双频率控制方法在瞬间响应速度方面较双频率控制具有突出的优越性。

3 结语

在改进双频率控制的基础上提出的多频率控制方法,继承了双频率控制的稳定性好、快速的瞬间响应、低噪声的电磁干扰等突出的优点,还克服了双频率控制输出电压纹波大,无法工作于轻载或空载情形的缺点。虽然多频率控制存在某些负载下变换器输出电压稳态偏差的问题,但是,只要选取恰当误差界限电压,就可以使输出电压偏差控制在可接受的范围内。多频率控制方法不仅能够在DCM模式开关变换器中应用,同时也可以应用于电感电流连续导电模式(CCM)开关变换器中。与双频率控制做比较,在CCM开关变换器中应用时,多频率控制同时具有开关变换器稳态和瞬间性能的优点,使得开关变换器具有更为优异的控制性能。

参考文献

[1]王金平,许建平,秦明,等.开关DC-DC变换器双频率脉冲序列调制技术[J].中国电机工程学报,2010(33).

[2]许建平,牟清波,王金平,等.脉冲序列控制DCM Buck变换器输出电压纹波研究[J].电机与控制学报,2010(5).

[3]牛全民,张波,李肇基.断续导通模式Buck变换器跨周期调制离散解析模型[J].中国电机工程学报,2008(12).

开关电源控制模式分析 篇5

1 电压型PWM控制模式

在开关电源中, PWM控制方式是目前应用最多的。PWM控制又可以分为电压控制模式和电流控制模式两种, 这两种控制方式在针对不同的电源要求方面又有着各自的优缺点。

开关电源早期所采用的控制模式多为电压型控制模式。电压型 (PWM) 控制方式是开关电源领域基本控制方式, 其工作原理是开关一个周期内开关的总时间是固定的, 即工作在固定频率下, 通过调整功率管的占空比, 来实现对输出电压的控制。在输出电压、外部负载变化及其他外界环境发生变化时, 电压型PWM将基准信号与被控制信号的进行对比形成闭环控制, 继而构成反馈, 调节MOSFET管的占空比, 使开关电源得到高频稳定的输出电压。

由于电压型PWM控制电路是一种单环控制系统, 既输出端电压Vout通过分压电阻获得的取样电压Vo与电源内部提供的基准电压Vref进行对比, 他们的差通过运算放大器放大得Ve, 用这个电压作为PWM比较器的基准电压, 用运算放大器的得到的电压Vk与另一个引脚锯齿波信号进行比较;锯齿波是由内部的时钟振荡器和外接电容电阻构成的, 电容和电阻的大小决定了振荡的频率, 进而决定了开关电源的工作频率 (图1) 。

当锯齿波电压低于运算放大器输出值Ve时, PWM比较器输出低电平, 驱动功率开关管关闭, 反之当锯齿波电压高于误差放大器输出Ve时, PWM比较器输出高电平, 驱动功率开关管导通。这种调制方式的优点是电压调整率高, 线性度高, 输出电压纹波较小, 在较高负载下也有很高的效率, 且频率特性好。

电压控制型开关电源也有其显著的缺点, 当功率开关管关断时, 如果输入电压此时有扰动, 则必须等待下一个周期开关管再开启时, 输出电压才会因为输入的变化而变化, 因此控制和作用延迟了。因此仅用电压环调节方法稳压, 响应速度慢, 稳定性差, 甚至在大信号变动下产生振荡, 造成功率开关器件损坏故障。

2 电流型PWM控制模式

为了弥补电压型控制模式的不足, 电流型PWM控制模式应运而生。由于采用电压反馈环和电流反馈环双环控制系统, 具备电压型控制模式的优点的同时, 又增加了一个电流反馈环节。它的反馈信号取自输出电流, 用反馈电流调制驱动脉冲宽度, 改变脉冲的占空比, 来稳定开关电源输出电压。

由原理可知, 电流型PWM控制电路是一种双闭环控制系统, 一个电压反馈环路和一个电流反馈环路。电压控制回路误差控制信号来源于输出分压电阻, 电流控制回路的控制信号来自开关功率管瞬态电流。

电路正常工作时, 驱动开关管导通的电压由时钟脉冲置位锁存器输出, 功率开关管上的电流不断增大。当电流在采样电阻Rs上的电压Vs大于误差信号Ve时, PWM比较器输出电压翻转, 复位锁存器从而使开关管截止。控制电源输出电压就是通过这样反复采样来调节电源回路电流。被调制脉冲的宽度既与开关管的瞬态电流时刻相关, 也与误差信号成正比, 这样就能使开关管的瞬态电流峰值随误差信号变化。在电流控制模式中, 由外环误差放大器所放大的电压来基准电压和输出反馈电压的差值, 当输出电压调整时, 将Ve的平均值输入到PWM比较器, 作为电流反馈信号的基准。采样电压正比于开关电流, 当采样电压值大于误差放大器输出时, PWM比较器翻转, 复位PWM锁存器, 调节驱动脉冲的占空比, 稳定输出电压。

3 电流型与电压型的对比

电流控制模式有效解决了系统响应速度慢及电压模式控制产生的负载调整不及时问题。当输出电压变化时, 由于电感电流变化率改变, 使得采样电阻电压发生变化, 进而改变开关管的占空比。这种控制模型构成了串级控制, 电流控制模式对输入电压变化起前馈控制作用, 即在输入电压变化还未导致输出电压改变时, 电流内环就起到调节作用。电流内环具有快速的响应时间, 它相对于电压外环是起到一个受控放大器的作用, 使输出电压的静态精度很高。

4 结语

由此可得电流控制模式的优点, 即响应速度快, 回路稳定好, 输出电压纹波小, 独特的峰值电流限制功能可有效避免功率开关管因电流过大而烧毁, 功率因数高。它的缺点容易发生次谐波振荡、抗噪声性能差、对多路输出电源的交互调节性能不理想也是电流控制模式的不足之处。

摘要：在现代电源技术中开关电源占有重要的位置, 开关电源一般由取样电路、基准电压、比较放大器、开关脉冲、开关管控制构成, 其工作原理是控制开关管导通和关断的时间来调节占空比, 得到稳定输出电压的一种电源, 随着开关电源技术的发展, 使得开关电源技术和种类也有了新的突破。目前, 开关电源具有更加节能和电能利用效率高等的特点, 已经成为电源领域不可缺少的一种电源方式。

关键词：PWM,反馈,电压控制,电流控制

参考文献

[1]华伟.通信开关电源的五种PWM反馈控制模式研究.通信电源技术, 2011:35~37.

[2]林敬新.一种升压电流模式控制PWM开关电源控制器的研究.成都:成都电子科技大学硕士学位论文, 2010, 3.

开关电源控制模式分析 篇6

计算机仿真[1]是一种高效、高精度、高经济性和高可靠性研制开关电源的方法,应用计算机仿真技术可以减少设计周期和开发成本,并改进开关电源电路的可靠性。Saber是当今世界上功能强大的电力电子仿真软件之一,它具有大量的电源专用器件和功率电子器件模型,并提供高精度的电路仿真模型单元库。

数字化是开关电源的发展趋势[1],它可以实现快速、灵活的控制设计,改善电路的瞬态响应性能,使之速度更快、精度更高,可靠性更强。因此,本文基于Saber仿真软件对采用数字控制的大功率移相控制全桥ZVS电源系统(12V/5 000A)进行了建模、仿真,并对仿真结果进行了分析。

1主电路的建模

移相控制全桥ZVS-PWM变换器[1]电路实现简单、工作可靠,而且充分利用了器件的寄生参数,不需要加入辅助电路,比较适合大功率低压大电流的应用场合,其主电路结构如图1所示,具体工作原理见参考文献[1]。

Saber软件提供了功率器件建模工具Model Architect,如图2所示为该工具提供的IGBT等效电路模型,根据实际器件的参数调整图2中的各个参数值即可完成建模。本系统采用IGBT的型号为CM400HA—24E,其额定参数为1 200 V/400 A。电容c1～c4为外接谐振电容,其中c1=c3,c2=c4。

高频变压器采用两个单元变压器串并联的组合方式[2],它可以使并联的输出整流二极管之间实现自动均流,并且使得变压器的设计模块化,简化变压器的制作工艺,降低损耗。原边用串联电感lr作为变压器的等效漏感,用电流控制电压源(CCVS)模块来代替具有电流采样作用的霍尔电流传感器。

次级输出采用倍流整流电路结构[3],该结构中电感电流和变压器次级电流小,整流管导通损耗及变压器铜损较小;该结构具有双电感交错滤波,可在电感值较小的前提下,减小电流纹波,提高动态响应性能。

2 数字控制器的建模

2.1 峰值电流型控制方式

开关电源功率开关器件导通电流等内部变量的瞬态值具有相对独立性,只有直接控制电流瞬态峰值,才能有效快速地保护功率开关器件,同时克服全桥变换器的偏磁问题,提高其动态反应速度和可靠性,因此,本系统采用峰值电流控制模式,其工作原理见参考文献[4]。峰值电流型控制模式开关电源的系统结构图见图3所示,系统控制数学模型见图4所示。

采用峰值电流模式控制的系统,当占空比大于0.5时,会产生不稳定现象,采用斜坡补偿可以改善系统性能,增加系统稳定性。依据参考文献[4]中阐述,在控制工程实践中,斜坡补偿电压的上升率一般设计为输出电感电流检测信号下降率折算值的70%～80%。

2.2 PI调节器建模

PI调节是控制系统中最成熟,应用范围最广的一种调节方式,离散型PI控制器表达式为:

$U(k)={\rm K}{}_p\left[E(k)+\frac{{\rm T}}{{\rm T}{}_i}{\displaystyle \sum _{j=0}^{k}E}(j)\right](1)$

式(1)中:k为采样序号;U(k)为第K次采样时PI调节器输出的偏移量;Kp为PI调节器的比例系数;T为采样周期;Ti为PI调节器积分时间;E(k)为第k次采样的偏差值。由式(1)可推出其离散PI增量式为:

$\begin{array}{l}U(k)={\rm K}{}_p[E(k)-E(k-1)]+\\ {\rm K}{}_{i}E(k)+U(k-1)(2)\end{array}$

式(2)中:U(k-1)为第k-1次采样时PI调节器输出的偏移量;E(k-1)为第k-1次采样的偏差值;Ki为PI调节器的积分参数。

PI调节器模型[6]见图5所示,其实现过程为:AD电压采样环节由一个模数转换接口“a2z”实现,采样值为Z0(k),电压基准Zref由给定信号模块“zdata”提供,两者的差值为误差项E(k);利用放大模块“zamp”将偏差值E(k)放大积分系数Ki倍,可得积分修正量ΔI(k);将偏差值E(k)通过减法模块“zsub”减去由延迟模块“zdelay”所保持的第k-1次的偏差值E(k-1),再用放大模块将上述差值放大比例参数Kp倍,可得比例矫正值为ΔP(k);最后由加法模块“zadd”将积分修正量ΔI(k),比例修正量ΔP(k),以及由延迟模块所保持的第k-1次结果U(k-1)相加可得第K次采样结果U(k)。

电流环控制采用P调节,其实现过程为:霍尔电流传感器采样之后,由模数转换接口将采样值转换为离散信号,经过一定倍数的放大之后,进行斜坡补偿。斜坡补偿环节由“z_pulse”模块依据前述补偿法则产生一定频率一定斜率的三角波实现。

经过斜坡补偿的电流信号与电压PI调节产生的结果相比较得到最终的误差调整值,最后由比较模块“zcmp”构成饱和环节,用于防止输出的移相值超出所能达到的移相范围。

3.3 移相全桥PWM波形调制

Saber和Simulink之间可以实现协同仿真,这样可以发挥Simulink在软件算法方面的优势,通过自定义S函数产生移相PWM信号。以Saber为主机,调用Simulink,两者以固定时间步长交换数据。

图6所示为移相PWM脉冲实现原理图[5]。其主要原理为:当所对应的前驱动波形跳变为高时,由数字PI控制器得出的移相值U(k)在远小于周期的定时间减去一定常数k,当差值为零时产生一对与所对应前桥臂驱动等宽的脉冲波,图中所示t即为移相时间。

图7所示为实现移相过程的Saber模型,由“z_pulse”模块产生固定频率、占空比为50%的PWM信号,该信号与系统超前臂的驱动时序一致。图中“switchpwm1”模块相当于一个多路开关,其工作过程为[5]:在超前臂脉冲由低变高时,接通输入端,采样反馈的偏移量,然后立刻脉冲模块由高变低接通有离散保持作用的延时模块“zdelay”,最后通过减法模块“zsub”减去固定常数k(由“z_dc”模块产生),经过延时模块所设定的保持时间t后,所减结果再减去常数k,相减后的结果传送到移相模块“shiftpwm1”。

“switchpwm1”和“shiftpwm1”两个模块都是通过Saber与Simulink协同工作的,它们通过调用S-fuction来实现具体功能[5]。将S函数样本文件中的sys=mdlOutputs(t,x,u)作简单修改即可。

3 仿真结果

系统输入直流电压为580 V,工作频率20 kHz,开关管并联电容c1～c4取47 nF,设定漏感lr=10 μH,比例参数Kp=1,积分参数Ki=0.15,输出滤波电感lo1=lo2=0.5 μH,滤波电容co=82 mF,变压器匝数比n=10。设定负载为2.4 m欧,输出电压vo=12 V,输出电流io=5 000 A。

图8所示为开关管的驱动波形图。q1和q3为超前臂开关管,互补导通180°(具有一定的死区时间),q2和q4为滞后臂开关管,它们分别对q1和q3有一定的移相时间。

图9所示为变压器原边电压和电流波形,分析可得,该仿真系统的原边电压与电流波形与移相控制全桥ZVS-PWM变换器的工作原理是一致的。

图10所示为输出为12 V/5 000 A时,超前臂开关管q1和滞后臂开关管q2的导通和关断情况。为便于分析,将驱动电压ugs1和ugs2放大30倍。从图10中可以看出,无论开关管q1和q2,在导通之前,D、S两端的电压uds已降为零,说明开关管实现了零电压导通;在开关管关断之后,uds开始线性上升,说明开关管实现了零电压关断。

图11所示为本仿真系统的输出电压和电流波形。由该结果可知,在1.2 ms左右输出电压达到12 V稳态值,输出电流达到5 000 A稳态值。电压波形超调量小于0.24 V,电流波形超调量小于100 A,满足电压上下波动2%的性能指标。

5 结论

利用Saber仿真并运用Saber与Simulink协同仿真对数字控制峰值电流模式的移相控制全桥ZVS-PWM电源系统进行了建模和仿真分析,通过仿真研究清楚的了解大功率开关电源系统的工作过程和工作特性,为数字电源的开发提供了重要参考依据,并能有效节省开发成本,缩短研发周期。

摘要：利用Saber软件完成了对移相控制全桥ZVS电源系统的建模和仿真分析,设计了基于峰值电流模式和PI调节器的数字控制系统。仿真结果表明该系统参数可以为大功率开关电源的设计开发提供重要的参考依据。

关键词：Saber,全桥移相,峰值电流,PI调节器

参考文献

[1]刘凤君.现代高频开关电源技术及应用.北京:电子工业出版社,2008

[2]姜桂宾,裴云庆,刘海涛,等.12 V/5 000 A大功率软开关电源的设计.电工电能新技术,2003;22(1):56—60

[3]周辉杰,何志伟.开关电源倍流同步整流器的研究.现代电子技术,2006;8:5—8

[4]杜贵平,黄石生,王振民.大功率逆变电源峰值电流控制模式的研究.电力电子技术,2002;36(1):19—23

[5]杜贵平,张波,陈立军,等.全数字化高频软开关电镀电源仿真研究.第六届全国表面工程学术会议.兰州,2006;72—76

功率开关控制板故障分析 篇7

TBH522型150 k W短波发射机采用PSM技术来获得高末直流阳压和音频调制电压, 使用了50套功率开关模块提供电压, 其中48套功率模块串联输出提供高末阳压, 2套用于提供高末的帘栅压。

每个功率开关模块上都装有一个功率开关控制器板 (简称控制小板) , 控制其控制模块上IGBT的保护管AC和开关管DC, 它与整个PSM调制系统联系是通过2条光缆实现的, 一条光缆用于接收来自PSM控制系统的合或断开关管的指令信号, 一条用于传送反应本功率开关模块工作状态的信号[1]。

控制小板由保护管控制电路、开关管控制电路、短路保护电路、开关管状态检测及故障保护电路、失步保护电路、开关状态及外电检测电路、以及供电回路组成, 实现以下控制功能:1) 接收系统信号并控制模块开关IGBT的AC管和DC管的通、断;2) 向PSM控制系统发出37 k Hz的光信号, 反应模块开关状态;3) 检测模块开关状态和外电变化情况, 出现故障时及时进行保护。

1 开关控制板实际故障分析

1.1 故障实例一

开关控制小板不能正常切换功率模块的开关。

1.1.1 故障查找

测量过供电电源均为正常交流380 V, 无出现跳变情况, 更换控制端A5功率控制板, 无效;对故障模块的光发/光收光缆进行检测, 无异常。更换开关控制小板后, 恢复正常。

1.1.2 原因分析

在功率开关模块正常工作时, AC管是常通的, 把一个700 V电压输出至DC管。该支路如图1所示, 具体工作情况为:

开机后, 本板的供电回路输出+12 V, 一路通过R2和R1, 经过分压后A点电压为6 V, 并加至比较器N7的同相输入端;另一路通过R3和稳压管VR1使B点得到5.1 V电压, 并加至比较器N7的反相输入端。由于UA>UB, 则C点输出高电平“1” (此时由于DC管检测电路正常时输出为高电平, 不影响C点电压) , 经过RS触发器后D点输出低电平“0”, 再经反相器后输出为高电平“1”至AC管栅极, 使AC管导通。

当发生下列情况时, AC管将被切断:

1) 当本小板的供应电压变化较大, 且低至10 V以下时, 此时A点电压下降低于5 V, 即UA<5 V;另一回路由于稳压管VR1的作用, B点仍稳压为5.1 V, 这就造成UA<UB, 则比较器N7输出C点由高电平“1”变为低电平“0”, 经RS触发器后D点输出高电平“1”, 再经反相器输出低电平“0”至AC管栅极, 将AC管断开;

2) 当R1、R2阻值变化较大, 造成A点电压UA<5 V时, 即UA<UB, 此时如上情况所述, 也将AC管断开。

1.1.3 解决方法

更换故障的N7集成块。

1.2 故障实例二

开关控制小板的光纤控制出现故障, 不能正常按工作指令控制功率模块的开关。

1.2.1 故障查找

测量控制端的光发/光收板, 检查光缆上是否因为温度而发生变形, 影响折光度。

1.2.2 原因分析

PSM控制系统根据输入的音频信号变化规律, 负责对48个功率开关模块的开关管DC进行导通或断开的循环控制。该电路中有一个光接收器, 接收光缆传递的由控制系统发出的指令信号, 以控制DC管的导通或断开。见图2:

其工作情况为:

当系统未发出“合”信号时, 此时无光信号输入, 则U8输出A点为高电平“1”, 经与非门后输出B点为“0”, C点为“1”, 则D点为“0”, 即断开DC管;

当系统发出“合”信号时, 此时有光信号输入, 则U8输出A点为“0”, B点为“1”, C点为“0”, 则D点为“1”, 导通DC管。

当光缆出现故障时, 即使系统的其它部分工作正常, 但与该故障光缆对应的开关也将合不上, 将影响总输出电压, 使指标变差。为此, 当经过110 s后检测到某级功率开关一直没有正常工作时, 表示已经超过一个循环通断周期, 则控制系统应该把该级模块断开, 让它处于停用状态。

当电路和光缆正常时, 控制系统发出“合”信号, 即DC管为导通状态A点为“0”, B点为“1”, 此时场效应管Q3导通, 使D点为“0”, 而C点为“0”, 触发定时器D4输出E点为“1”, F点为“0”送至DC保护电路, 对其不产生影响;

当光缆发生故障时, 不论控制系统是否发出合断信号, 则DC合断信号的A点为“1”, B点为“0”, 使场效应管Q3截止, 此时+12 V电源经电阻R34对电容C33充电, 其充电时间T=1.1R C=110 s, 当经过110 s后, 电容C33输出高电平使D点为“1”, 而由于C点为“1”, 触发定时器D4输出E点为“0”, F点为“1”送至DC保护电路, 将AC管断开, 使该级模块处于停用状态。

1.2.3 解决方法

更换功率开关控制板进入的光纤头, 该光纤因为长时间的热能影响发生变形了, 导致光信号无法正常传导。

2 原理总结

日常检修中, 主要根据发射机状态板上的指示灯, 判断对应某号功率模块或控制小板是否正常, 发现问题及时进行更换。由于模块的IGBT被击穿而短路或开路, 也会造成指示灯常亮或常灭。

控制输入电路正常工作时, 发出37 k Hz的光信号;当发生故障时, 其光信号消失, PSM控制系统自动将对应模块断开停用。

工作模块正常时, AC管导通, 输出一个700 V的直流电压, 经过电阻分压, 在R11的压降为:R’=10×1.2/ (10+1.2) =1.07 kΩ, UA=700×1.07/ (200+1.07) =3.7 V, 该电压又与电阻R12、电容C11共同决定压控振荡器N5的输出频率f, 而f=UA/R12·C11·10=37 k Hz, 并通过光缆传给PSM控制系统, 反应该支路工作情况[2]。

综上所述, 以上分析的几种电路状态如下表1所示:

当光缆出现故障时, 即使系统的其它部分工作正常, 但与该故障光缆对应的开关也将合不上, 将影响总输出电压, 使指标变差。为此, 当经过110 s后检测到某级功率开关一直没有正常工作时, 表示已经超过一个循环通断周期, 则控制系统应该把该级模块断开, 让它处于停用状态。

3 常见故障汇总框图

分析完控制小板各支路工作情况后, 将其常见各种故障汇总作如下框图3:

除了以上分析外, 该小板还要检测可能的故障:

小板上的供电回路出现问题, 造成+12 V或+5 V电压输出不稳定, 使元器件无法正常工作, 对电路产生影响。此时应检测供电回路的整流器、稳压管、二极管、电容等, 发现问题及时进行更换。

参考文献

[1]黄晓兵.THB-522型150 k W短波发射机维护手册[M].北京:中国书籍出版社, 2011:148-152.

PSM功率开关模块控制原理分析 篇8

功率开关模块的主要由整流滤波电路、IGBT绝缘门双级晶体管、空转二极管和控制板五个部分组成。

(1)整流滤波电路由压敏电阻和滤波电容组成,压敏电阻的作用是暂态抑制,即当外电压异常增大的情况下,压敏电阻迅速导通,通过压敏电阻可保证稳定的电压输出,其额定电压为820V。

(2)滤波靠调制变压器的漏感和两只串联的1500F的滤波电容。

(3)IGBT绝缘门双级晶体管的导通时间0.45μS,关断时间1μ S,由AC管和DC管两部分组成。AC管也叫交流管或保护管,DC管也叫直流管或开关管。CR9、CR7正向保护,CR10、CR8反向保护。

(4)空转二极管(CR11)是一个硅整流二极管。当Q1导通时,输出端E16、E17之间的电压为700V左右,CR11承受反相偏压而截止,电流正常的流向是E17到本极模块整流二极管等到Q1到E16;当Q1关断时,CR11将形成正偏而导通,它与IGBT交替导通。

2开关模块控制原理

每个功率开关模块上都有一块控制板,控制板接受来自调制器控制器的循环调制器板经光发射板的光缆控制信号,同时控制板经光接收器板为调制器控制器的状态板提供一个本级功率开关是否正常工作的状态信号,由于功率开关模块及控制板悬浮于高电位工作,调制器控制器应进行隔离,所以信号的转移通过光缆进行。

在外电正常的情况下,控制板控制保护管先合上,保护管合上以后,经压控振荡器组成的检测电路输出本级开关的状态信号,表示本级开关可以工作了,如果循环调制器传来控制信号要求开关管合上,开关管正常的情况下,可以合上,经同步电路的判断使保护管一直保持合闸状态,如果开关管有问题,经同步电路的失步保护判断可使保护管拉开;镍阻丝的过流保护,瞬间可以使开关管拉开,如果控制光缆或光电管故障,经失步保护补充电路,可使保护管拉开。

2.1开关管(DC管)控制原理

开关管通断受两个方面的控制,一是由九单元送来的“开”“、关” 光信号,二是由模块上的过载检测镍丝检测来的过流保护电路。

当控制板上光接受管U8受光时,其输出端1脚为低电平“0”,U11与非门的6脚为“0”,5脚固定为高电平,则4脚为“1”,12脚为“1”。

控制板23、24为过载检测输入端,并接在镍阻丝的两端,总阻值为0.025Ω与30A过载电流对应,保护电压为0.75,不过流时相当于短路,光耦合器U14中发光二极管不发光,三极管截止,U14的5脚为高电平“1”,U10不被触发,9脚输出低电平“0”,U11的1、2脚也为“0”, 输出端3脚为“1”,U11的13脚为“1”。

因U11的12、13脚均为“1”,所以11脚为“0”,U12的5、7脚均为 “1”,控制DC开关管导通。

根据上述控制开关管导通的过程,可以分析开关管关断的控制过程,须注意由9单元送来的关断DC管的信号促使DC管关断是几乎无延时的,而过流保护控制DC管关断是有延时的,因为过流时光电耦合器5脚输出低电平使定时器U10触发输出翻转为高电平。

延时时间约为:T=1.1R24C26=517ms。

2.2保护管控制原理

当外电正常时,电压检测电路同相端的电平6V高于反相端电平5.1V,U2的输出端7脚为高电平,正常时光耦合器U7中三极管不导电,处于截止状态,所以由与非门组成RS触发器的置“1”端S得到高电平,由于加电时R端高电平的建立有延时,即起始时为0,所以RS触发器的输出端为0并保持,经U5反相后变为“1”,控制保护管(AC) 导通。

开关管(DC)未合时,CR3反向偏置处于开路状态,异或门U9的12、13脚因通过电阻接+12VB均为高电平,(异或门:输入相同输出为0),故输出端11脚为低电平,这时因没有要求开通DC管的信号,U8输出“1”,U11的4脚输出为“0”即U9的6脚为“0”,所以其4脚为“0”。

当有一光信号要求本级DC管合上时,U8输出为“0”,U11-4输出为“1”(合上DC管),U9的6脚也为“1”。

因DC管已合上,700VDC输出正常,P1-A26通过3×39K电阻接700VDC负端,经700VDC正端与CR3形成回路,这时CR3导通, U9的12脚为低电平,13脚为+12VB的高电平不变,所以输出端11脚 “1”,U9的5脚也为“1”,即U9的5、6脚均为“1”, 4脚为“0”。

由此可见,在DC管的“开”“、关”过程中,U9的5、6脚均保持同时为高或低电平,即同步,在DC管没有发生故障时U9的4脚为总是为 “0”。

U9的1脚在光缆没有故障时保持低电平,U9的2脚在同步时是低电平,从而使3脚为“0”,Q1截止,U7的二极管不发光,三极管不导通,U2输出高电平,唯有这样,R-S闩锁电路的输出为0,经非门U5转变为高电平,才能促使保护管导通并维持它导通。当开关管有故障时,打破了同步条件,将失步保护。

失步保护是在开关管处于开路或击穿短路的故障状态时的保护。

当DC管开路时,P1-26无负电压而使CR3截止,U9的12、13脚均保持为高电平,其输出端11脚保持为低电平不变,而这时的U9的6脚为合闸信号,是高电平,这将引起U9的4脚为高电平,U9的3脚也将输出高电平而使Q1导通。从而拉开保护管,这表示一旦开关管开路,保护管就被拉开,本级PSM开关停用。

同理分析可知,当DC管击穿短路而长时间导通时,AC管也将被拉开,停用本级PSM开关。

从失步到拉开AC保护管须经过U9的4脚输出端的延时电路延时,这是个快充慢放的延时电路,延时时间为:

T=RC=1S,如果不考虑其放电,U9的4脚输出高电平脉冲累计须达1S以上,U9的2脚才能达到高电平,从而控制拉开AC管。

3状态检测电路

AC保护管导通后,将形成700VDC端经R11、R12、R13到700VDC负端的回路,正常情况下,U3的3、4脚端电压为U34=-3.7V, 这个电压与R12和C11共同决定压控振荡器。

U3的输出信号频率:fout=Vin/10R12C11

从而使DS1按37KHZ的矩形波电压的规律发光,这表示对号的PSM开关保护管输出700V电压正常。

可以看出,这里37KHZ频率是随外电的变化而变化的,外电升高,开关模块输出的700V电压升高,Vin升高,则37KHZ频率升高,反之亦然。

4失步保护补充电路(光信号检测电路)

正常情况下,开机时C31刚开始充电应为低电平,则U11-8为“0”, 当控制合闸的光信号传来U11-9为高电平“1”,10脚为“1”,Q2导通, U9异或门输出“0”,低电平触发U10的6脚,U10 556的5脚输出为“1”, 经U6非门为“0”,使U9-1为“0”,又因开机时同步电路控制U9-2为“0”, 所以其输出为“0”,Q1关断,U7中的三极管也不导通,对保护管没有影响,同时Q2饱和导通使U10 556的2脚为低电平使输出状态保持为高电平不变。

开机后,C31充满电应为高电平,则U11-8为“1”,U11-9为“1” U11-10为“0”,一路使U9的10脚为“1”,高电平给U10的6脚,另一路使Q2截止,C33被充电,T=1.1RC=110S后上升到8V以上,触发U10的2脚(高电平触发端),使其输出5脚翻转为“0”,传给U9的1脚为高电平 “1”,正常时无论DC管合上与否均为低电平“0”所以U9的输出就为高电平“1”,R-S触发器的置“1”端S为“0”,使U4的10脚为“1”,经非门,拉开AC保护管(不过这时已延时了110S,所以加高压后110S如果不加激励(末级无栅流)调制器不工作,这时功率模块将依次断开,这时只有重新落高压再加才能加上)。

开机后,若有一光信号要求合闸(这时在加高压后的110S时间内),则U11的9脚为“0”,10脚为”1“,U9的10脚为“0”使U10 556的5脚输出为高电平,Q1关断,AC处于合闸状态不变。

在正常的工作状态下,光接受器U8输出正常的高电平开关信号,U11输出正好与之相反——即低、高电平开关信号,高电平时Q2导通,C33放电,低电平时Q2截止,C33充电,所以C33处于交替的慢速充电和快速放电的循环过程中,只要正常工作,C33上的电压就充不到8V以上的状态,即是不可能使U10反转而拉开AC管,只有当光传系统损坏或接受头故障,使U8输出保持在高电平,U11的10脚长时间处于低电平,Q2截止,100F电容被充电,当历时110秒后,电容两端电压上升到8V以上,U10输出才翻转为低电平,经非门U6后为高电平,导致失步保护电路动作,才使该级的A C管拉开,处于停用状态, 只有关机修理后才能工作。

因保护管输出正常,开关管也没有击穿、开路现象,控制器认为开关模块工作正常,可以参加循环工作,但由于光缆问题,实际开关并没有工作,这时将产生70/48=1.46KHZ的杂音,如果没有失步保护补充电路,杂音将一直产生,有此电路在110秒以后杂音将消失。

5结语

通过以上分析,可以看出PSM功率开关模块原理并不复杂,但在实际使用过程处理故障时,往往需要理论上的分析和元件实际情况及机器运行状态等多种因素相结合,而且要把理论知识灵活应用,才能准确、快速的对故障进行处理,并维护好设备。

摘要：DF100A PSM发射机的调制级采用了50个完全相同的功率开关模块。其中48个功率开关模块为射频末级提供屏压,其余两个功率开关模块为射频末级提供帘栅压。每个功率开关模块上都附有一个功率开关控制器板,用来控制保护管和开关管。PSM功率开关模块是PSM短波发射机的重要组成部分之一,本文对DF100A发射机功率模块的控制原理进行了详细分析,并结合原理对失步保护的过程进行了说明。