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VICOR電源第二代DC-DC轉(zhuǎn)換器配件模塊-高增壓諧波衰減模塊(HAM)
VICOR電源設(shè)計(jì)指南和應(yīng)用手冊(cè)-全型、小型和微型系列DC—DC轉(zhuǎn)換器及配件模塊
VICOR電源——廣州源博科技有限公司
VICOR高增壓諧波衰減模塊(HAM)
VICOR高增壓諧波衰減模塊與V375、Vl一26x及VI—J6x系歹IJ酉己套
高增壓諧波衰減模塊(HAM)由一個(gè)全波形整流器、一個(gè)高頻零電流開關(guān)(ZCS)高壓轉(zhuǎn)換器、有源浪涌電流限制、短路保護(hù)、控制和內(nèi)務(wù)處理電路組成(圖10—1)。對(duì)輸入交流電源整流，并輸送到高壓轉(zhuǎn)換器�？刂齐娐犯淖兏邏恨D(zhuǎn)換器的操作頻率，保持HAM的輸出電壓在輸入電壓的峰值以上，同時(shí)使輸入電流跟隨輸入電壓的波形和相位，從而使功率因數(shù)可校正至0．99(圖10—2)。通過一個(gè)自適應(yīng)輸出電壓控制系統(tǒng)，在任何輸入電壓下，均可優(yōu)化高壓轉(zhuǎn)換器的操作效率。
HAM的輸出電壓是輸入交流電源電壓的函數(shù)(圖10—3)。在標(biāo)稱電壓為1 15 Vac的交流電源上，HAM的輸出電壓為280 Vdc，完全維持在Vicor V375 DC—DC轉(zhuǎn)換器的輸入工作電壓范圍內(nèi)。輸入電壓高于1 80 V時(shí)，輸出電壓隨輸入電壓向上增加。在交流電源電壓為230 Vac時(shí)，輸送的電壓約為365 V。對(duì)于任何給定的輸入源電壓，HAM在輸出電壓與峰值輸入電壓之間維持足夠的電位差，以確保在不降低操作效率的情況下，高質(zhì)量地進(jìn)行有效的功率因數(shù)校正。vicor電源諧波衰減驅(qū)動(dòng)器(HAMD)模塊不含內(nèi)置橋式整流器，可與諧波衰減倍增器(Vl—BAMD)一起配置高功率陣列。(圖10—5)。
L1和L2，N(HAM)引腳 需要適當(dāng)?shù)慕涣麟娫礊V波器限制傳導(dǎo)輻射，及確保HAM可靠操作，參見第51頁。用1 0 A／250 V保險(xiǎn)絲將單相交流電源與電源濾波器的輸入端相連。將濾波器的輸出端與r4AM的L1和L2／N引腳相連。切勿將×一電容跨接在卜tAM的輸入端，或使用在輸出端帶×一電容的電源濾波器，因?yàn)榭赡軙?huì)影響功率因數(shù)校正。
諧波衰減驅(qū)動(dòng)器(HAMD)和諧波衰減倍增器IBAMD)的+IN和-IN引腳 這些引腳與HAMD／BAMD配置中外置橋式整流器的輸出端相連(圖10—5)。
GATE IN IHAM)引腳用戶不可對(duì)這引腳建立任何連接。
GATE IN IHAMD)引腳這引腳可提供電壓波動(dòng)范圍和相位信號(hào)，以進(jìn)行功率因數(shù)校正。這連接必須通過在電源濾波器與橋式整流器之間同步二極管來進(jìn)行(圖1 O一5)。
GATE lN(BAMD)引腳GATE lN引腳是卜IAMD或BAMD的GATE OUT引腳的接口引腳，具體取決于配置。除此之外，用戶不應(yīng)該對(duì)該引腳建立任何其他連接。
GATE OUT弓l腳GATE OUT弓l腳是r"IAMD／BAMD陣列的同步引腳。除此之外，用戶不應(yīng)該對(duì)該引腳建立任何其他連接。
正輸出(+OUTJ和負(fù)輸出(一OUTJ引腳將r-IAM的正輸出端與相應(yīng)的Vicor DC—DC轉(zhuǎn)換器(連建議的保險(xiǎn)絲)的-正輸入端相連。將rIAM的負(fù)輸出端與轉(zhuǎn)換器的負(fù)輸入端相連。還需一個(gè)1，000 uF的外置保持電容，最小額定電壓為450 Vdc(跨接卜IAM的輸出端)，從而可在滿載操作時(shí)使過渡時(shí)間達(dá)16毫秒(半載工作時(shí)，則需要500 uF保持電容)。該電容必須靠近卜iAM�？傒敵鲭娙莶豢沙^3,000 IJF。如要求的保持時(shí)間較短，可使用容量較小的電容，但是容量不可小于500 pF。電容容量較小可能會(huì)降低功率因數(shù)規(guī)格。
輔助電源IA，S)引腳卜tAM提供低壓非隔離輸出輔助電源(A／S)，該電源可用于功率初級(jí)控制端和監(jiān)控電路。在 最大電流為3 mA時(shí)，輸出電壓為19—23 Vdc(以負(fù)輸出端為參考電位)。切勿使該輸出端過載或短路，因會(huì)引致卜IAM發(fā)生故障。輔助電源的典型使用就是啟動(dòng)光耦合器，隔離電源正常(Power OK)信號(hào)(圖1 0—6)。
使能輸出IE，Ol引腳。使能輸出(E／O)引腳用于在啟動(dòng)時(shí)抑制vicor電源DC—DC轉(zhuǎn)換器，直至保持電容被充電為止，此時(shí)使能端為高電平(晶體管輸出開路，圖10—8)。如果交流電源中斷，而且卜tAM的直流輸出電壓降到250 Vdc以下時(shí)，E／O電平會(huì)被拉低。必須將E／O引腳與所有Vl一26x和Vl一。]6x驅(qū)動(dòng)器的門極輸入(GATE IN)端和／或V375 DC—DC轉(zhuǎn)換器的PC引腳連接(圖1 0—4)。否則，可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)換器反復(fù)開啟和關(guān)閉。如果直接把外部負(fù)載連接至卜IAM的輸出端，在輸出保持電容完全充電前切勿接通負(fù)載。在Vl一26x驅(qū)動(dòng)器和VI一26x倍壓器的應(yīng)用中，只可將E／O引腳與驅(qū)動(dòng)器模塊的GATE lN引腳連接。不必將該引腳與倍壓器連接，因?yàn)樗鼈兪芨髯缘尿?qū)動(dòng)過程控制。圖10—4和10—5中所示是提供瞬變抗擾性的E／O引腳輔助電路。圖示電路為最低要求，可參見圖10—4和10一5。
電源正常信號(hào)(P，OK)引腳電源正常信號(hào)是一個(gè)顯示交-流電源狀態(tài)和rIAM直流輸出電壓的監(jiān)控信號(hào)。當(dāng)輸出母線電壓在正常操作范圍內(nèi)(>270 Vdc)，以及卜IAM的E／O信號(hào)啟動(dòng)DC—DC轉(zhuǎn)換器20—25毫秒后，P／OK信號(hào)變?yōu)榈碗娖剑峁┝俗銐虻臅r(shí)間啟動(dòng)轉(zhuǎn)換器和穩(wěn)定其輸出(圖1 0—9)。對(duì)于交流電源的瞬時(shí)中斷，卜tAM會(huì)提供至少16毫秒的過渡或保持時(shí)間(通過1，000 IJF輸出電容)。在斷電或電壓降低時(shí)(當(dāng)卜tAM輸出電壓降到270 Vdc以下時(shí))，P／OK信號(hào)將變?yōu)殚_路狀態(tài)(圖10—7)，向轉(zhuǎn)換器模塊發(fā)出輸入電源即將中斷的信號(hào)。P／OK信號(hào)會(huì)在轉(zhuǎn)換器關(guān)閉前1毫秒發(fā)出電源中斷警報(bào)。當(dāng)卜tAM輸出電壓降到250 Vdc以下時(shí)，會(huì)通過使能輸出(E／O)引腳令到轉(zhuǎn)換器失能。
安全注意事項(xiàng)
每個(gè)HAM、HAMD或BAMD模塊；必須在之前接入有安全認(rèn)證的10A，3AG快熔保險(xiǎn)絲。HAM輸入，輸出沒有隔離；在用示波器測試時(shí)，必須使用一個(gè)隔離變壓器。HAM不提供輸入和輸出隔離。用示波器同時(shí)探測輸入和輸出時(shí)。應(yīng)該使用分差探頭，以免產(chǎn)生接地回路損壞模塊。
保護(hù)功能
過熱關(guān)機(jī)按照設(shè)計(jì)，當(dāng)基板的溫度超過90。c時(shí)，卜IAM-將關(guān)機(jī)。卜IAM的最高操作溫度是85~C c，
短路保護(hù)卜IAM具有輸出短路保護(hù)功能。操作時(shí)不會(huì)燒掉輸入保險(xiǎn)絲，且輸出端會(huì)在排除故障后恢復(fù)正常操作�；蛐枰恍《螘r(shí)間才可冷卻內(nèi)置溫度傳感器。
輸出過壓保護(hù)卜tAM具有輸出過壓保護(hù)功能。在輸出電壓超過約420 Vdc時(shí)，倍壓器輸出會(huì)下降；藉以保持輸出電壓為420 Vdc c，交流電源的峰值超過420 V(大約293 Vac)時(shí)，倍壓器會(huì)減至到零，E／O引腳會(huì)被拉低關(guān)閉轉(zhuǎn)換器。此外，還會(huì)啟動(dòng)保護(hù)電路，降低輸出電壓。
VICOR高增壓諧波衰減模塊(HAM)電源濾波器
VICOR HAM模塊需要用一個(gè)濾波器來衰減所產(chǎn)生的傳導(dǎo)輻射，并保護(hù)模塊，免受電源瞬變影響。該濾波器還可為HAM輸入提供合適的高頻交流電源阻抗。為符合所列規(guī)格，必須使用VICOR‘型號(hào)30205的濾波器／瞬變抑制器或等效器件，參見圖10—10。為符合差模式瞬變浪涌要求，需要為濾波器外置一只壓敏電阻器。
在AMD及BAMD的應(yīng)用中，或當(dāng)用戶想要一個(gè)定制HAM濾波器時(shí)，應(yīng)該根據(jù)圖10—10，Vicor。型號(hào)30205濾波器來設(shè)計(jì)。電感器的載流能力必須按所用的HAM模塊數(shù)量而成比例增加。必須根據(jù)表1 0—1選擇電感值。這些限制只為確保HAM正常操作，但不確保系統(tǒng)符合傳導(dǎo)輻射規(guī)格。
在要求磁場屏蔽的應(yīng)用中，切勿將鐵氧體電磁干擾屏蔽置于HAM模塊的塑料封蓋上。由電磁感應(yīng)效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致屏蔽發(fā)熱，產(chǎn)生散熱問題。如有技術(shù)問題也可聯(lián)系VICOR工程師。
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