5 kW 弧电源的设计与仿真(3)

时间:2025-02-22

利用SG3525 建立的大功率直流开关电源的反馈控制电路如图3 所示, 下面主要介绍平均电流模式PWM控制模块。本设计采用双环控制,它包括两个负反馈控制环:内环是电流环,外环是电压环。

图3 控制电路图

如图3 所示,端口1(input1)、端口2(input2)和端口3(input3)均为反馈输入端,端口1 接弧电源输出的地线端,端口2 接弧电源输出高电压端,端口3 接电流取样电阻,所以V1 是弧电源输出端的电压反馈信号,V2 是电感电流取样反馈信号。所以有V1 到V3 之间的电路为电压负反馈环,V2 到V4 之间的电路为电流负反馈环。由于本设计中弧电源为降压型设计,输出空载电压为65 V,在带负载时,输出电压会更小,只要将R13和R14 参数取够裕量,所以不用隔离反馈,电路依然可靠,同时也提高了反馈速度。V1 和V2 的极性都为负(即V1=- Vout,V2=- I0×R,Vout 为电源输出电压,I0 为输出电流,R 为取样电阻阻值)。由于SG3525 的误差放大器的1 脚接地,2 脚接16 脚,由于16 脚为内部参考电压5.1 V 输出端,所以误差放大器工作在开环放大状态,其输出端9 脚在不接任何电路时,其电压为5.1V;又因三极管Q1 的集电极接在9 脚上,所以9 脚的电位将受到Q1 集电极电位的推拉。

当电源输出电压Vout 升高时,V1 电压下降,D2阳极端的电位将被拉低,Q2 的基极和射极电压将下降,反向放大器输出电压将上升,三极管Q1 的集电极电压将下降,导致SG3525 的误差放大器输出端9脚的电压被拉低,比较器输出的脉冲宽度变宽, 11和14 脚输出的PWM 脉冲宽度反而变窄, 从而使电源输出电压Vout 降低; 反之, 当Vout 下降使9 脚电压升高,11 和14 脚输出的PWM脉冲宽度变宽。又当I0 增大,V2 减小,反向放大器输出电压V4 将上升, 三极管Q1 的集电极电压将下降, 导致SG3525 的误差放大器输出端9 脚的电压被拉低,比较器输出的脉冲宽度变宽, 11 和14 脚输出的PWM脉冲宽度反而变窄, 从而使输出电压Vout 降低, I0 也减小;反之,当I0 下降使9 脚电压升高,11和14 脚输出的PWM脉冲宽度变宽。通过调节R9阻值的大小,可以起到电压给定的作用,确定弧电源输出电流的大小。由于电流和电压反馈调节的方向都是相同的,所以共同达到稳流的作用。

3、MOSEFT 驱动电路的设计

驱动电路如下图4 所示。

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