在大功率電源的新產品研發過程中，直流電源占據了較大的市場份額，也是目前工業領域較常見的主流電源設計方向。我們今天將會為大家分享一種軟開關的直流大功率電源的主電路設計方案，希望能夠對各位工程師的設計研發工作有所幫助。

 

    在這一軟開關的直流大功率開關電源設計方案中，我們所設計的主電路框圖。虛線以上是主電路，這一直流大功率開關電源的主電路主要分為輸入整流濾波、逆變開關電路、逆變變壓器和輸出整流濾波。虛線以下為控制回路，控制回路主要包括信息檢測電路、控制和保護單元、監控單元和輔助電源。

 

    在這一大功率直流開關電源的主電路設計過程中，我們采用的是ZVZCS-PWM拓撲，原邊加箝位二極管，三相交流輸入整流后加LC濾波，以此來提高輸入功率因數。在本方案中，我們所選擇的主功率管為IGBT，控制電路采用UC3875移相控制專用集成芯片，電流電壓雙閉環控制。包括三個部分，分別是輸入整流濾波電路、單相逆變橋和輸出整流濾波電路。

 

    在了解了主電路系統的結構之后，接下來我們來看一下這種直流大功率電源的輸入整流濾波電路設計方案。在本方案中，三相交流電經電源內部EMI濾波后，加到整流濾波模塊。EMI濾波器的作用是濾除功率管開關產生的電壓電流尖峰和毛刺，減小電源內部對電網的干擾，同時又能減小其他用電設備通過電網傳向電源的干擾。在這一輸入整流濾波電路中，我們所采用的是LC濾波方式，電感的作用是拓開電流導通時間，限制電流峰值，可以提高電源的輸入功率因數。濾波電容采用四個電解電容，兩個串聯后并聯使用，滿足三相整流后的高壓要求。電阻R1、R2是平衡串聯電容上的電壓，高頻電容與電解電容并聯使用，濾除高頻諧波，彌補電解電容高頻特性差的缺陷。

 

    在本次所分享的大功率直流開關電源設計方案中，主電路系統中的單相逆變橋采用IGBT結構，以此來滿足主電路系統的高壓、高功率要求。在單相逆變橋的設計方面，無感電容（C7、C8）并聯在兩橋臂之間，降低兩橋臂之間電壓尖峰的干擾，諧波電感Lr、隔直電容15C、16C、17C防止變壓器的直流偏磁，原邊箝位二極管減輕副邊振蕩，主變壓器起到原、副邊的隔離、耦合作用，原、副邊各一副繞組，以滿足副邊采用全橋整流的要求，原邊加交流互感器，檢測原邊電流作保護用。

 

    在這種軟開關啟動方式的直流大功率電源主電路設計中，就輸出整流濾波電路而言，我們所采用的是全橋整流方式，以此來滿足高壓的要求。在這種輸出整流濾波電路中，高頻濾波電感Lf，電解電容（E5、E6、E7），高頻電容（18C、21C）濾除高頻諧波分量，共模電感（2L），Y電容（19C、20C），抑制共模分量，電流采樣電阻3R～R5，輸出二極管D14，防止電池電流反灌。