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基于DSP控制的全數(shù)字化高頻開(kāi)關(guān)電源模塊保護(hù)方法

文檔作者：張海旭文檔來(lái)源：西安思源科創(chuàng)軌道交通技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2023年02月23日
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CHINA RAILWAY 2016/12 - 43 -
基于DSP控制的全數(shù)字化高頻開(kāi)關(guān)電源模塊保護(hù)方法 張海旭
1 我國(guó)鐵路信號(hào)電源現(xiàn)狀及發(fā)展方向
目前鐵路智能電源屏所用的交流穩(wěn)壓模塊、直流穩(wěn)
壓模塊等均采用模擬電路控制技術(shù)，其缺點(diǎn)是采用自然冷
卻方法，體積大，空間利用率低，不利于整機(jī)功率密度的
提升。采用模擬控制技術(shù)需要大量的電子電路來(lái)完成控制
及保護(hù)功能，無(wú)形中增加了模塊的故障風(fēng)險(xiǎn)，采用模擬控
制技術(shù)在模塊出現(xiàn)故障時(shí)無(wú)法完全對(duì)故障進(jìn)行準(zhǔn)確定位，
故障信息不能在線上傳到監(jiān)控單元，也不符合當(dāng)前鐵路信
號(hào)電源朝著智能化方向發(fā)展的需要[1]。
相比于傳統(tǒng)的模擬開(kāi)關(guān)電源，全數(shù)字化高頻開(kāi)關(guān)
電源的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在：數(shù)字化電源具有更先進(jìn)的可優(yōu)
化的控制算法，更高的控制精確度和可靠性，集成度更
高，整機(jī)性能受元器件溫度影響較小，且產(chǎn)品批量具有
較高的一致性。同時(shí)也給工程實(shí)踐帶來(lái)諸多的便利，模
塊整體工作狀態(tài)可以通過(guò)串口通信上傳給上位機(jī)，在上
位機(jī)監(jiān)控畫(huà)面能夠?qū)崟r(shí)了解模塊當(dāng)前工作狀態(tài)。
2 有源功率因數(shù)校正電路原理與母線過(guò)壓保護(hù)
2.1 有源功率因數(shù)校正電路組成及原理
有源功率因數(shù)校正（APFC）主要通過(guò)軟件控制升
壓電路功率開(kāi)關(guān)管的方法，使電源模塊輸入的電流波形
完全跟蹤輸入電壓波形，減少電源模塊產(chǎn)生的諧波對(duì)電
網(wǎng)的干擾，達(dá)到改善電網(wǎng)質(zhì)量的目的[2-3]。
數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）控制的APFC主電路和控制
電路見(jiàn)圖1。主電路為升壓電路，主要組成如下：輸入
整流橋、PFC電感、控制開(kāi)關(guān)管、續(xù)流二極管、輸出母
線電容等。
控制電路由DSP核心控制芯片及外圍電路[4]、模塊
輸入電壓信號(hào)采集、PFC母線電壓信號(hào)采集、PFC電感
電流信號(hào)采集、過(guò)壓保護(hù)電路以及PFC開(kāi)關(guān)管PWM驅(qū)動(dòng)
電路組成。全數(shù)字化PFC控制采用平均電流模式的雙環(huán)
控制方法，由PFC母線電壓外環(huán)和電感電流內(nèi)環(huán)組成。
基于DSP控制的全數(shù)字化
高頻開(kāi)關(guān)電源模塊保護(hù)方法
張海旭：西安思源科創(chuàng)軌道交通技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司，高級(jí)工程師，陜西 西安，710054
摘 要：針對(duì)基于DSP控制的全數(shù)字化高頻開(kāi)關(guān)
電源，采用軟硬件結(jié)合的控制方法，實(shí)現(xiàn)有源功
率因數(shù)校正（APFC）電路PFC輸出過(guò)壓保護(hù)和移
相全橋電路開(kāi)關(guān)器件瞬態(tài)過(guò)流保護(hù)2個(gè)功能。這
2種控制方法對(duì)全數(shù)字化控制技術(shù)進(jìn)行了必要的
補(bǔ)充，使全數(shù)字化控制技術(shù)在全面推廣中得到更
有效的保證。
關(guān)鍵詞：數(shù)字信號(hào)處理器；DSP；移相全橋電
路；有源功率因數(shù)校正；APFC；全數(shù)字化高頻開(kāi)
關(guān)電源；過(guò)壓保護(hù)；過(guò)流保護(hù)
中圖分類(lèi)號(hào)：U284 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
文章編號(hào)：1001-683X（2016）12-0043-04
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