基于PWM功率放大器的新型中頻電源方案設(shè)計(jì)

關(guān)鍵技術(shù)的解決

窄脈沖含有豐富的頻譜；且其頻譜與其脈沖寬度大體上成反比關(guān)系：脈沖越窄；其頻譜越豐富。對(duì)于一個(gè)幅度達(dá)280V、頻率為22. 5KHz的SPWM脈沖序列；它對(duì)其周邊電路的干擾是非常嚴(yán)重的。同時(shí)；功率器件的高速開(kāi)關(guān)而產(chǎn)生的巨大電壓變化率du/dT和電流變化率di/dT將通過(guò)雜散電容和引線電感對(duì)供電電源和控制電路產(chǎn)生難以估計(jì)的影響。因此；如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部強(qiáng)弱電之間的電磁兼容便成為關(guān)鍵技術(shù)。

電磁兼容從實(shí)施途徑來(lái)講主要有接地、屏蔽和濾波三種方法。在理論分析的基礎(chǔ)上；通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)；找出了系統(tǒng)中的敏感回路、敏感元件和敏感點(diǎn)；并針對(duì)性的采取濾波、嚴(yán)格接地、合理布局與布線等措施。

首先；在整體布局上按照強(qiáng)弱電分離的原則；將信號(hào)發(fā)生器、控制和保護(hù)回路等與功率電路分開(kāi)布局；其次；按照信號(hào)流和功率流進(jìn)行局部布局和布線；使其流暢無(wú)交疊；輸入輸出分離；同時(shí)；布線嚴(yán)格遵循環(huán)路最小原則；第三；將發(fā)熱器件貼近機(jī)殼布置；對(duì)溫漂有嚴(yán)格要求的元器件遠(yuǎn)離發(fā)熱器件；第四；電源充分解耦。高頻SPWM波由于含有豐富的高頻諧波成份；所以功率電路和弱電電路需要嚴(yán)格的高頻解耦；第五；嚴(yán)格接地。功率地和弱電地分離布線；嚴(yán)格消除大的接地環(huán)路；同時(shí)保證功率地接地阻抗的連續(xù)性。

試驗(yàn)結(jié)果

對(duì)一臺(tái)中頻電源樣機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)的試驗(yàn)；樣機(jī)達(dá)到了如下主要性能指標(biāo)：
考慮到以下的一些因素：注意AP擺放的物理位置、AP的控制和管理、用戶身份驗(yàn)證和計(jì)費(fèi)管理、簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)安全管理、不能讓非專業(yè)人員構(gòu)建無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。

( 1) 電網(wǎng)調(diào)整率：輸入187 ～ 242VAC , 輸出115V ±3 %
(2) 負(fù)載調(diào)整率：輸入220VAC ,負(fù)載0A～1A , 輸出115V ±3 %
(3) 輸出頻率400Hz ±0. 5 % ,波形失真度≤ 2 %
(4) 具有過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)和過(guò)熱保護(hù)等功能
(5) 體積:160 ×97 ×45 (mm3)

結(jié)論

采用新型功率器件和控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了中頻電源小型化和高性能的技術(shù)要求。樣機(jī)體積縮小為同等電氣指標(biāo)的傳統(tǒng)中頻電源的五分之一，元件數(shù)量減少為原來(lái)的二分之一。該新型中頻電源體積小、重量輕、噪聲小、響應(yīng)快、失真度小、可靠性高,具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。