用于超声波管道清洗机的开关电源设计

　　设计思想

　　对高频高压大功率开关电源而言，其由前级AC/DC(市电交流输入220V变换成直流高压) 和后级DC/AC(直流高压逆变成高频高压)两大主要部分组成。

　　按目前常规的设计，前级AC/DC往往为市电220V交流输入经整流滤波；而后级采用电源管理IC（电源控制芯片）和全桥大功率管(MOSFTT或IGBT) 及脉冲大功率变压器一起组成的零电压开通、关断的谐振电路（ZVS）拓扑方式来实现DC/AC（见图2）。但这种分立组合式的设计对高频大功率电力电子技术来说有较大缺陷。

　　图2　分立组合式设计框图

　　1 后级DC/AC

　　虽然电源管理IC功能很强，但制作调试烦琐，特别是与大功率管连接的功率驱动部分，往往都是小型高频变压器与驱动三极管的合成，所以在负载匹配上经常出现由于连线分布电容和电感所形成的尖峰脉冲。

　　2 前级AC/DC

　　前级AC/DC是将220V市电变换成直流高压(320～350V)的大功率变换。若是采用一般的桥式整流加滤波，则在交流电源的一个周期内，整个开关电源只有很短时间从交流电源吸取电流，输入脉冲电流的峰值很大，它含有非常高的谐波分量（三次谐波尤为突出），由于只有输入电流的基波分量才能产生有功功率，因此功率因素很低，同时，谐波电流还会严重污染电网，并干扰其他设备。

　　模块化技术与结构的应用

　　前级AC/DC大功率变换为了提高功率因素，限制电流畸变和谐波，必须采用功率因素校正（PFC）技术。

　　据此，采用了日本电盛兰达公司产的PF-1000A-360型AC/DC大功率变换模块，将交流输入220V变换成直流360V。 PF-1000A-360型AC/DC变换模块内部框图如图3所示。交流输入220V加到PF功率变换模块的输入引脚AC(L火线)和AC(N零线)，经功率因素和谐波校正后,从PF模块的引脚+U0和-Uo输出。