低电压大电流开关电流的设计

出脉冲最大传输延
迟时间为50 ns，具有软启动控制和欠压锁定等功能，应用UC3825的功能设计开关电源的控制电路，UC3825的2个脉冲输出端为开关管IGBT提供PWM驱动信号，交替输出脉冲。因此，每个输出端输出脉冲的频率是振荡器频率的1／2，振荡器的频率为200 kHz，所以输出PWM脉冲的频率为100 kHz，输出脉冲占空比在0％ ～50％以内调整，为了避免桥臂短路，常设置死区时间，因此实际应用中一般达不到50％ 。UC3825的4、6、11、14脚的波形如图2所示，11、14脚波形经驱动电路输出耦合至IGBT的栅极，控制IGBT的开通和关断。开关管的驱动电路如图3所示。

在实际应用中，IGBT的驱动电路对IGBT的工作好坏具有相当大的影响，因此，驱动电路要具有几点要求：能提供合适的正反向电压，保证管子可靠的开通和关断；动态驱动能力强；信号传输基本无延时，提高工作速度；当出现异常情况时，IGBT能实现软关断，对管子进行过压、过流保护。使用的驱动电路能够提供+15 V和一15 V的正向和反向电压，开通和关断延时控制在1 s内，且具有过压和短路保护，另外，具有故障软关断功能。

为了得到稳定的输出，在输出端进行实时采样。如图4所示，采样电流流经采样电阻会产生一个压降，将该压降作为反馈信号，输入到电压比较器，与给定的基准电压进行比较，产生一个差值，通过误差放大器比较放大后，输出的差值信号和锯齿波(或三角波)比较，从而改变输出脉冲的宽度，当输出大于

基准电压时，减小脉冲宽度占空比，反之，则增大占空比，以实现能得到一个稳定的输出。

1．3 保护电路

考虑到开关电源的特点和实际的电气特性，为了使其能在恶劣环境以及突发故障情况下安全可靠地工作，在实际的制作中充分利用UC3825的特性，设计了电压电流保护电路以及软启动保护等保护电路。软启动是通过软启动(SOFT、START)脚的外接电容实现的。接通电源后，软启动脚外接电容放电，该脚处于低电平，误差放大器输出低电平，开关电源无输出电压。当内部电流源给软启动脚外接电容充电时，差放大器输出电压逐渐升高，直到闭环调节功能开始工作，开关电源输出电压逐渐升高到额定值。一旦限流(ILIM)脚的电平超过1．2 V，故=障锁存器置位，输出脚变为低电平；同时，软启动脚外接电容以250 txA的电流放电。在软启动电容放完电后，限流脚电平降到1．2 V以下时，故障锁存器就不输出脉冲。这时，故障锁存器复位，芯片开始软启动过程。过流保护和过压保护是在主电路中采样输入到保护电路中，对电源起到保护作用。保护电路如图5、图6所示。

在开关变换电路和高频变压器之间加上一个检测电流的互感器，将检测量输入到UC3825的9脚限流端，当检测到开关
电流达到上限电流时，上限电流比较器输出为高电平，比较器的输出就是上限电流触发器的S端，当S为高电平时，触发器输出为高，即触发器输出连接的NPN管子基极变高，NPN管子导通，FB被拉低，从而保护电路的过流问题。

在主电路输出端直接实时采样电压，与给定电压比较后，把信号放大，经过隔离后输入到UC3825的2脚，控制PWM信号的占空比，从而控制主电路输出电压的变化。过热保护是通过检验系统中的热继电器通断来具体实现的，当开关电源正常工作时，热继电器处于常通状态，一旦温度过热，超过额定值，热继电器开关会断开，通断的信号会反馈到控制电路中，达到过热保护的作用。

的显示；以太网接口则是实现将数据远传调度中心功能 。该设计采用的嵌入式微处理器是以ARM7TDMI为内核的一款16／32位RISC处理器S3C44BOX，该处理器通过提供全面的、通用的片上外设，减少了外围的元器件配置，从而使系统成本大为降低。该系统采用杭州立宇泰公司的开发板设计，其主要结构如图5所示。

4 结束语

文中介绍的电力故障录波器以DSP和ARM为核心，采用了硬件同步采样技术及双微处理器协同工作的方式，提高了故障录波的精度、速度以及可靠性。与其他一些电力故障录波器相比，该电力故障录波器具有很高的实时性及数据测量精度、良好的扩展性及存储能力、强大的网络功能和通信能力。若以较优的故障检测、数据压缩编码等算法辅佐，将会提高该录波器的性能。