其特点为:全桥式功率输出(内装IGBTX4);工作频率可调:L系列5 Hz-1000Hz,H系列10kHz-150kHz;输出脉冲宽度可调,1%~85%脉冲方波;输出电源整定可调,整定输出脉宽值;适应工作电压范围宽10V~100V(L系列)、20V~500V(H系列);保护范围宽;可作为驱动器进行大功率扩展;开机3秒软启动;输出串接适合电感,可成为零电压开通、关断谐振电路(ZVS);本模块用来驱动大功率MOSFET或IGBT时,其耦合驱动变压器可实现任意脉宽驱动。
4 实用型全桥式DC-AC智能高频大功率模块应用举例
全桥式DC/AC高频大功率变换模块IPG(作为后级)与PF1000A-360型AC/DC功率变换模块(作为前级) 相组合后并与高频大功率脉冲变压器T等一起组合而成新型模块式高频(22-25)kHz、 高压(100V-120V)大功率(1000W)开关电源, 并作为超声波发生器(或称信号源)与换能器匹配组合成高声高强度超声波管道清洗机。以下对该新型高频高压大功率开关电源设计方案做一分析介绍。
4.1模块式高频(22-25) kHz高压(100V-120V)大功率(1000W)高频开关电源的设计方案
⑴ 技术要求
输入电压:交流220v;输出脉冲电压:幅值为100v-120v、频率f为(22-25) kHz±1%,其占空比D为0.4-0.5为可调;输出功率:为1000W;输出高频大电流可采用LED数字显示;工作频率f可采用LED数字显示;脉冲输出电压通过LC谐振电路应在超声波换能器二端获得高频(22-25) kHz高压的正弦波。
⑵ 高频高压大功率开关电源设计电原理框图
该电原理框图如图5所示,具体介绍分析如下。
图5 新型模块式高频(22~25kHz)高压(100V~120V)大功率(1000W)开关电源图
从图5可看出该开关电源由前级IC1的PF1000A-360型AC/DC大功率变换模块和后级IC2的DC/AC IPM-4M 模块相连并与高频大功率脉冲变压器T等三大部分一起组合而成, 即成为超声波管道清洗机的信号源(超声波发生器)。
⑶ PF-1000A-360型AC-DC大功率变换模块特性做一简介
① 模块PF-1000A-360型AC-DC变换模块技术指标:其输入电压为交流170V-265V,而输出电压为直流360V;输出为直流电流2.8A-4.2A;输出功率为1008W-1512W;典型浪涌电流60A; 最小功率因素为95%;输出电压精度为±2%。
② 模块的特点: 可实现功率因素和谐波校正,效率高达95%以上。带有过压保护、过热保护和输入浪涌保护等保护电路。模块内部将功率电路和控制电路集合在一起,使用起来非常方便。其R1—外接浪涌限流电阻,用它可以限制电源刚接通时的浪涌电流,若不接,则模块不应正常工作 实际上R1(4.2Ω/2W)应与F3温度保险丝(250V 2A 130℃) 相串接而成(见图4所示)。
外形尺寸(长×宽×厚)为:146mm×86mm×125mm。
模块使用时应按装在散热板上。
4.2大功率高压(100V~120V)高频(22~25kHz)正弦波的实现
当大功率脉冲变压器T次级N2输出的100V~120V的脉冲波电压加到LC谐振电路( 其L为可调高频电感线圈,C为超声波换能器的等效电容,由此则组成LC谐振器,见图4右上角虚线所示),通过调整高频电感线圈L可使谐振器得到串联谐振,其谐振频率f0为换能器固有频率,并在电容C(换能器)两端将获得谐振后的高压高频(22-25)kHz正弦波,见图4右上角所示。以上整个过程实现了从AC-DC再从DC-AC高频(22~25) kHz、 高压(100V~120V) 大功率(1000W) 的输出。