电子产品世界

1.概述

发电厂及变电站大容量直流系统组屏时充电模块多采用10A或20A高频模块，而在大容量系统中这样用会造成模块数量众多，组屏面数增加，故障点增多。所以，急需研制一种大容量的电源功率模块来解决这些问题。基于此而研发了一种50A/220V全负载范围软开关电站操作电源功率模块，该模块具有以下技术特点：

⑴采用全桥变换电路拓扑，输出功率大；
⑵移相软开关技术，实现ZVS＋ZCS-PWM，开关损耗小、效率高，附加元件少；
⑶特殊技术使软开关条件与负载大小无关（全范围软开关）、减小环流和占空比丢失；
⑷模块并联互备份、先进均流技术，可靠均流、热拔插；
⑸采用先进功率器件，提高效率、可靠性、降低成本；
⑹高频开关工作，低噪声，小体积；
⑺采用高频输出整流技术，减小损耗；
⑻采用高频损耗低、居里点高的磁性材料，降低铁损；
⑼采用无源功率因数校正（PFC）技术，以提高功率因数；
⑽采用EMI电路，减小差模共模干扰，改善EMI环境；
⑾采用专用控制集成芯片，电路实现简洁。

2. 相关技术背景简介

2.1无源功率因数校正与输入EMI

电源功率因数（PF）为：⑴

即谐波因数（失真因数）γ与相移因数的乘积。
对现代功率变换电路，；但谐波严重时，如不采取措施，则γ=0.5～0.8。
PFC分无源型、有源型。无源PFC实际上在输入整流后，采用LC滤波电路来抑制电流谐波。而且，通过增大电感、减小电容可提高输入功率因数。当电感为无穷大时，三相电路的谐波因数γ≈0.955。实际上，电感足够大，即可满足PF要求。图2为三相无源PFC的PF值与电感标幺值的关系曲线。
如：当 时，PF≈γ≈0.94,。

由于，从PFC要求的角度，电容可以很小。因此，只要电容的取值满足直流纹波的要求即可。

仿真和以前产品实验也说明，满足项目要求的PF≧0.92，具有较小电感L的无源PFC技术就可以满足。 设计时应采用特殊的整流技术、滤波电感和电容。

电源输入的非线性引起的主要是低频谐波干扰。高频电磁干扰是开关电源EMI的另一类主要形式。它指150kHz—30MHz的高频传导干扰。分两类：

差模干扰：高频器件开关引起的输入线之间的干扰；
共模干扰：即功率器件、变压器与机壳地之间的漏电流引起的输入线与机壳地之间的干扰。

关键词：软开关电源模块