基于开关电源的模块的设计

图4 双管正激式DC/DC变换器的电路图

平滑滤波原理： 整流电路将交流电变为脉动直流电， 但其中含有大量的交流成分（ 称为纹波电压） 。为了获得平滑的直流电压， 应在整流电路的后面加接滤波电路， 以滤去交流部分。此时在桥式整流电路输出端与负载之间并联一个大电容， 采用电容滤波后使二极管得到的时间缩短， 由于电容CO 充电的瞬时电流较大， 形成了浪涌电流， 容易损坏二极管， 故在选择二极管时， 必须留有足够的电流裕量， 以免烧坏。

3 整流模块的功能介绍

整流模块除了能将输入的交流（380 V、50 Hz） 变换成额定的直流输出（5A/ 230 V） 之外， 还具有保护功能和设置功能， 现将模块的保护功能和设置功能介绍如下：

3. 1 保护功能介绍

（1） 输出过压保护。输出电压过高会对用电设备造成重大事故， 为杜绝此类事故的发生， 在模块内部设有过压保护电路， 当出现过压后模块自动锁定， 同时模块的故障指示灯亮， 模块自动退出工作状态， 从而不会影响到整个系统的正常运行。

（2） 输出限流保护。因为每个整流模块的输出功率受到限制， 输出的电流不能过大。因此， 对每个模块的输出电流最大限制为额定输出电流的1. 2 倍， 如果超出负载， 模块自动调低输出电压以达到保护模块的功能。

（3） 短路保护。整流模块的输出特性如图5 所示，输出短路时模块在瞬间把输出电压拉低到零， 限制短路电流在限流点之下， 此时模块输出功率很小， 以达到保护模块的目的， 这样模块长期可以长期工作在短路状态而不至于损坏， 同时当故障排除后模块可以自动恢复工作。

图5 整流模块输出特性

（4） 模块并联保护。每个模块内部均有并联保护电路， 可以保证模块发生故障时自动退出系统， 从而不影响其他正常模块的工作。模块并联输出示意图如图6所示。

图6 模块并联输出示意图

（5） 过温保护。模块的过温保护主要是保护大功率变流器件， 这些器件的结温和电流过载能力均有安全极限值， 正常工作的情况下， 系统设计留有足够余量， 但在一些特殊条件下， 如环境温度过高、风机停转灯情况下， 模块检测散热器温度超过一定值时， 就会自动关机保护， 当温度降低到能够正常工作的温度值时模块才自动启动。

（6） 过流保护。过流保护主要是保护大功率变流器件， 在变流的每一个周期， 如果通过的电流超过器件承受的电流， 模块就会关闭功率器件， 以达到保护功率器件的目的。

3. 2 调节功能介绍

（1） 电压调节功能。模块的电压调节主要是指输出电压的调节， 在模块的输出端设有电压调节电位器，当模块和监控单元相连接时， 输出电压也可以由监控系统设定， 这时电位器调节无效。

（2） 测量功能。模块的测量功能主要是测量模块的输出电压和电流以及模块的工作状态， 并通过LCD 显示， 可以使用户直观方便的了解模块和系统的工作状态。

（3） 遥控功能。遥控： 控制模块的开/ 关机状态， 以及备用电源（ 蓄电池） 的均/ 浮充状态； 遥调： 对输出电压和输出电流的调节控制； 遥测： 可以在模块工作时测量输出电流和输出电压的值； 遥信： 通过远程监控监测模块的工作状态。

4 结 语

本文主要对智能高频开关电源系统中的整流模块进行的设计与研究， 利用无源PFC 电路的原理， 改善电路中电流的畸变， 外加DC/ DC 变换器抑制电网侧谐波电流噪声， 体现了智能高频开关电源系统中整流模块的优点， 适用于铁路、矿山等变电场所。该系统虽然能够准确的进行交流变换， 但是在对备用电源充电时的均匀性方面都比较弱， 同时成本也比较高， 同时在防雷滤波方面的改进也不是很完善， 所以还要在这些方面进一步的改善和提高。