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GKD10系列高频开关电镀电源

放大字体  缩小字体发布日期:2012-12-19  浏览次数:921
核心提示:GKDl0系列高频开关电源是应用IGBT为功率器件的通用型电镀电源,功能和用途与KD10。

(1)型号说明

 


 

图9-24 KDF2l-10000/±l2一次换向电镀电源的电气原理

QF1一主电路开关,并且起过载保护作用;QF2一控制电源开关;QF3一冷却风机开关;HL1一电源指示,HL2一过流指示,HL3一过压指示,HL4一缺相指示,

H15一相序指示,HL6一超温指示;SA一“反向一暂停一正向”开关;RP1一正向输出调节,RP2一反向输出调节。

 


 

图9—25 KDF22-1000/土l2周期换向电镀电源的电气原理

 


 

图9—26 GKDl0一1000/12高频开关电源电气原理

 


 

GKDl0系列高频开关电源是应用IGBT为功率器件的通用型电镀电源,功能和用途与KD10。系列产品相同。GKD10系列产品一般采用风冷,由于其具有效率高、体积小的优点,在中小容量中将成为KDl0系列产品的换代产品。

(2)原理简介

图9—26所示为GKDl0-1000/12高频开关电源电气原理。

V01~V06组成的整流桥将三相交流电源整流为直流电源,经C8、C9滤波、V1~V4组成的单相桥式IGBT逆变电路,产生高频交流电,通过高频变压器T和V5、V6快恢复二极管整流,获得高频调制脉冲输出,经直流滤波系统后,获得平直的直流电压。由LC组成的交流电源电磁兼容滤波系统为后级电路起到浪涌、尖峰电压的保护作用。

同步变压器TC1为控制电路和控制板AP1提供电源。

控制回路主要由PWM脉宽调制电路、输出驱动保护电路、反馈采样放大、故障检测等组成。以脉宽调制器(PWM)为核心,通过电流、电压反馈信号与给定信号比较,获得宽度可以变化的脉冲信号,经过驱动电路控制主电路中功率开关器件的通断时间,即调节占空比,从而调节电源的输出。

①脉宽调制电路(PWM) 是整个电源控制系统的核心。与控制系统的其他电路有直

接的关系。主要作用是将电压给定信号和电压反馈信号进行比较放大,根据给定与反馈的差值,输出相应宽度的脉冲信号,下面以PWM芯片SG3525为例,介绍其工作原理。如图9—27所示。芯片主要有误差放大器N1、振荡器N2、分相器N4和触发器N5组成。给定电压Ug与反馈电压【,f分别接至误差放大器的同相端和反向端,经过比例放大,输出电压UNl并接至比较器N3的正向

 


 

图9—27脉宽调制器SG3525原理

输入端;同时振荡器N2外接电阻R20和电容Cl2,产生振荡周期T的三角波信号UN2接至N3的反向输入端,在UN1和UN2的作用下,Ns输出一个脉冲信号,此信号占空比随着魄变化,Ug。越高,N3输出脉冲的占空比就越大,实现了脉宽调制。该脉冲信号经过分相器N。二分频后得到两个相位相差180。的脉冲信号,并经过放大,得到所需的两路脉冲。开关频率由R20和Cl2决定。

②驱动保护电路 电镀电源的驱动电路一般用M579系列和EXB系列,下面以EXB系列作以介绍。图9—28所示为用EXB840组成的保护电路。EXB840内装TLP550高速光耦隔离电路,具有过流检测及切断电路的功能。IGBT正常工作时,EXB840的过流信号指示端5为高电平,TLP521不工作,MCl4043的VR为0,因此VQ为1,栅极信号正常通过4081。当控制电路上电压或电流保护动作后,使EXB840的5端信号变为低电平,TLP521工作,使VR置1,RS触发器翻转,VQ等于0,封锁各路IGBT的信号。

 


 

图9—28 EXB840组成的保护电路

 


 

图9—29脉冲放大电路原理

③脉冲放大电路是将EXB840输出的脉冲信号进行放大,用来驱动大功率的IGBT。如图9—29所示。EXB840输出的脉冲信号经过四个MOS管VM3~VM6组成的桥式电路进行功率放大。当眈输出脉冲时,VM3、VM5的栅极是高电平,因此,VM3截止,VM5接通,+20V电源电流通过VM4、TD2、VM5和Rl2接地,TD2原边电压上正下负;同理,当U6输出脉冲时,TD2原边下正上负。此二者往复循环,在脉冲变压器TD2的二次侧耦合输出,经过门极电阻后,直接驱动主电路的IGBT功率器件。为防止开通时的电流冲击和关断时拖尾电流可能导致的直通现象,在R14的两端并联一个小电感;在R13两端反并联一个超快恢复二极管,减少关断时的门极电阻,提高IGBT的关断速度。

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