浅析移相全桥PWM开关电源在输电线路状态监测设备中的设计及应用2600字

1、浅析移相全桥PWM开关电源在输电线路状态监测设备中的设计及应用2600字 移相全桥开关电源课题研究背景及意义输电线路设备的心脏是供电系统，而目前应用最多的供电方式是太阳能供电、风能结合蓄电池存储电能。在整个供电系统中，蓄电池是最脆弱的一个环节。如何更好、更高效地保护蓄电池，延长其使用寿命是输电线路状态在线监测装置的核心稳定问题。目前，国内外对全桥移相零电压软开关变换器的研究比拟成熟，但研究热点已转向同时实现零电压零电流软开关。在数字控制方面，据文献看来根本是比拟多，而用公司的高性能位数字控制器在控制方面可以比更优越。因此移相全桥软开关电源还有更大的研究空间。目前，在输电线路在线检测设备上需要解

2、决的技术难题很多，主要是：气候条件影响较大，太阳能的采集随日昼变化、季节变化、雨雪天气变化等影响带来电能采集不持续。太阳能的采集受太阳能板的面积限制在输电线路状态监测装置标准要求中，普通线路单基杆塔上安装的太阳能电池组件的总面积应不超过 。输电线路塔基的建立优先选避风地势。由于供电补给缺乏，蓄电池内的电源长期处于非饱和状态。由于外界供电能源不持续、上下温度环境，蓄电池一直处于边充电和边放电的恶劣状态。因为现实维护问题，缺乏长期免维护才能等问题。本课题基于的移相全桥软开关电源可以到达以上优点，损耗小、感性关断电压尖峰和容性开通电流尖峰小、电磁干扰细微、便于控制、低本钱和高精度等，是目前研究的热点

3、课题。 移相全桥开关电源的设计 系统整体构造在中大功率的开关电源电路中，一般采用全桥变换器，它的控制方式比拟多。本设计实现的是一款为输入单相交流即太阳能板、风机采集动态电压；输出直流电源 可调；最大输出电流为；最大输出功率为的开关电源，因此其拓扑构造设计为全桥。系统的构造框图如图所示。 根本构造及工作过程移相全桥型电路。为直流输入电压， 为输出电压。与普通全桥电路相比，电路中增加了一个谐振电感 和与四个开关 并联的电容 ，它不仅是独立的电容元件，还包括开关器件中寄生的结电容。 的开关控制波形。除死区时间外，电路中总有两个开关同时导通，其组合为和、和、和、和，周而复始，其中和、和组合时，全桥电路

4、输出能量；和、和 组合时，全桥电路处于续流状态，不输出能量。改变这两类组合的时间比例，即改变移相角，就能实现输出电压的调节。根据输出滤波电感的电流是否连续，电路的工作形式可分成连续和不连续两种。在不连续工作形式下，都不能实现零电压开通，开关损耗大，这是应该尽量防止的一种情况。鉴于在通常应用如开关电源、逆变焊机中，的电流根本上都能连续，因此本文的讨论仅限于连续工作形式。另外，在分析中假定开关、电容、电感和变压器都是理想的。谐振是移相全桥型电路实现开关的零电压开通的关键。电路的谐振过程发生在四种组合互相转换的死区时间内，每一开关周期有四次。由于谐振过程两两对称，可分为：输出能量状态和、和 向续流状

5、态 和、 和 转换的谐振过程，即超前桥臂、 的换流过程。续流状态和、 和 向输出能量状态和、和转换的谐振过程，即滞后桥臂、 换流过程。 移相全桥开关电源设计的优点 解决了蓄电池充放电管理实现了三段式充电形式。坏电池复活电流：，左右；恒流快充，门限：，充电电流，不超过电池容量的；快充至左右后，快充形式完毕；恒压充：快充形式完毕后，暂停充电，待电池电压跌落至左右后，开场恒压形式充，随着电池电压升高，充电电流不断降低，充电电流低于电池容量的或恒压充至后，恒压充电形式完毕；浮充形式：恒压充电完毕后，以电池容量的的充电电流对电池补电，当电池电压超过时停顿补充，电池电压低于后，退出浮充形式，切换至恒流快充

6、。 实现了蓄电池充电过流、过压保护过充保护，任何情况下，电池电压超过，立即停顿充电。过流保护，快充形式下，最大充电电流不超过电池容量的。 实现了蓄电池放电过流、过放保护大电流放电超过，自动停顿放电。电池电压低于，停顿大电流负载电源输出。电池电压低于，停顿小电流负载输出。 内置超级电容充放电管理启动电压：输入电压超过，自动升降压电路开场工作，开场电容充电。过充保护，超级电容充电电压不超过。过流保护，最大充电电流小于。过热保护，根据输入电压和电容电压自动调整充电脉宽，防止自动升降压电路过热损坏。 解决了智能供电管理当输入电源使超级电容充至后，主板供电切换至超级电容供电。超级电容放电至时，切换至蓄电

7、池供电。根据电源输入情况可能存在如下工作状态：太阳能或风机输入足够蓄电池充满，超级电容充满，电池一直处于浮充形式，主板电源由超级电容充电电路提供。输入电源缺乏，但电压超过，功率超过。超级电容充满，主板电源由超级电容充电电路提供。因输入电压过低电池无法充电，处于自放电形式。输入电源缺乏，电压超过，功率缺乏，超级电容充满至，开场放电，为主板提供电源，开场放电后，电池电压缓慢降低，低至后，转由蓄电池供电，假设蓄电池已经放空，主板断电，待下一个超级电容放电周期时恢复供电。输入电源严重缺乏，超级电容无法充电，所有电源由蓄电池提供。参考文献 孙强，方波，张维娜移相全桥开关电源控制器设计与仿真研究 西安理工大学学