全固态电视发射机中的高性能开关电源设计

　　为了建设低碳、可持续的社会，人们对环境保护、节能和绿色能源的低消耗提出了更高的要求。 随着各种功率开关元件的开发和应用，以及各种类型的专用集成电路、磁性元件和高频电容器的成功研制，应用电力电子学的理论研究不断深入，功率变换器的拓扑结构和二重性理论也越来越完善。 今天的开关电源工作频率从20千赫到500千赫甚至到1mhz，功率从最初的几瓦，几十瓦到几千瓦，几十千瓦甚至更高，效率可以达到90% 以上。 充分满足了高效、小体积、轻质、低功耗的技术要求，从而取代了大功率变频器。 目前，90% 以上的各种输入输出设备采用开关电源供电，只有少数音频放大器采用环形变压器供电，以追求更高的音质。 开关电源是实现绿色能源的重要手段，也是今后很长一段时间内绿色能源发展的方向。

　　 全固态发射机，除了信号指标的提高，体积轻，效率高，功耗低，简单的积木式结构维护是其显著优势，其供电方式采用六路26V/100A开关电源供六路功放使用。 开关电源是整个发射系统的能量保证。 介绍开关电源的分类，工作原理，优缺点及维护方法。

　　一、开关电源按照控制技术原理我们可以分为四类

　　1，一个脉冲宽度调制（称作PWM，即，脉冲宽度调制）式：操作模式切换周期是恒定的，占空比是通过调节脉冲宽度变化，以实现调节的目的。

　　2、脉冲信号频率进行调制（简称PFM, 即脉频调制）式：工作生活方式为脉冲宽度为恒定，通过市场调节控制开关使用频率来改变占空比。

　　3，脉冲密度调制（简称PDM，即密度调制，Ltd。制造）下式：其特征在于，工作的脉冲宽度是恒定的，调节的目的是通过调整脉冲的数量来实现的。这种调制技术需要使用零电压，能降低显著电源开关的功耗。

　　4.混合调制（即脉宽调制和脉频调制）开关周期和脉宽不固定，调节。

　　以上分析四种不同方式统称为"时间进行比率调制"（即TRC 方式）。其中一个脉冲宽度调制处理方式信息技术发展最为基本成熟， 应用也最为具有广泛。如早期教育产品CW1525A、1527A, 近期企业产品T494、UC3842 等均为脉冲宽度调制。

　　二，开关电源和性能的原则

　　以上分析四种调制处理方式以脉冲调宽开关电源在实际发展应用中最为广泛。基本可以构成情况如图1- 1 所示，主要由以下6 部分重要组成。

 

　　经由电力线的电磁干扰EMI滤波器，整流过滤器直接转换为直流，然后通过逆变器的直流电压（275V或172V）连接到交流电源（50Hz时，交流220V或115VAC）被转换成千赫千赫的数十或数百高频方波或准矩形波电压控制的电源开关时，高频变压器隔离，降压（或者升压），则通过整流和滤波所述高频输出直流电压，采样，与对照相比，放大PWM调制器工作比驱动电源开关。因此，能够获得稳定的输出电压。

　　通过以上的介绍，我们基本了解了开关电源的分类和脉宽调制类型的基本组成。 但在实际应用中，pwm 开关电源有两种控制方式，一种是电压控制方式，另一种是电流控制方式。 电流控制模式开关电源是在电压控制回路的基础上增加电流控制回路。 基本原理载于图1-2(a，b) :

 

　　通过访问源极，反馈电阻Rs控制电流检测比较器。 其中Us为电流检测电阻压降，PWM比较器为电流检测比较器。 电流控制类型通过检测电阻来检测电流，并可逐个限制电流，便于实现过流保护。 固定频率的时钟脉冲设置PWM锁存器，从Q端输出的驱动信号为高电平，使电源开关管VT导通，高频变压器一侧电流线性增大。 当电流检测电阻Rs上的电压降达到并超过Us时，电流检测比较器翻转，输出高电平复位锁存器。 从Q端输出的驱动信号变低，开关被关闭，直到下一个时钟脉冲设置PWM存储器。 电流控制开关电源具有以下优点：

　　（1） 它属于双闭环管理控制信息系统，外环由电压进行反馈电路设计构成，内环由电流通过反馈学生组成，并且由于电流反馈电路受电压反馈的控制。与纯电压反馈电路技术相比，电流反馈电路的增益带宽更大。

　　（2）在输入电压快速的瞬时变化，当输入电压变化的响应速度很快调整输出电压达到一个稳定值。这是因为在输入电压的变化会引起变压器电感电流变化的高频侧，由此能够改变我们，而不通过误差放大器去，输出脉冲占空比，可以直接由电流检测器比较器改变。

　　（3） 电压进行控制环和电流通过控制环双重控制下，可提高工作电压调节企业技术发展指标。简化误差放大器补偿网络的设计。

　　（4）长电流保护阈值被设置时，PWM电流比较操作将，从而使电源开关被关断时，输出电压被保持。本身具有有限电流控制的电流保护，简单地通过改变Rs的值，电流阈值限制可以被精确地设定。

　　电流控制电路也有许多缺点: 例如，电路比电压控制电路复杂，给电路问题的分析带来困难。 当占空比大于50% 时，高频变压器侧电感工作在连续储能模式，开关电流信号上升斜率小，可能导致控制电路运行不稳定，需要斜率补偿。 噪声抑制能力较差，只要电流信号中叠加的噪声较小，就容易造成 pwm 控制器运行不正常，需要增加噪声抑制电路。