恒流源DC-DC脉冲电源的设计

王 皓，吴卫民

（上海海事大学，上海市 200135）

引言

随着电力电子技术的发展，脉冲电源的控制方法越来越多，从早期的电压闭环控制方法[1]，到现在的DSP数字控制方法[2]。传统的电压闭环控制方法电路简单，容易实现，但是响应速度和稳定性不足；新型的DSP数字控制方式，在稳定性和控制精度方面有很大的优势，而硬件实现相对复杂。

本文针对电解石墨的工业需要，设计一种基于SG3525恒流源控制[3]的DC-DC脉冲电源。此电源电路结构简单，可靠性高，适用于电解石墨的恶劣工况。利用电流控制型PWM控制器SG3525芯片，实现了脉冲电源的恒流源控制方案。该控制方案设计简单，并且通过SG3525隔离变压器驱动电路，提高了系统的抗干扰能力。此简化的控制方案使得计算机远程控制变得更加易行、可靠，适于工业应用。本电源的基本设计要求为：输入为220 V工频交流电，负载为阻性负载，输出电压为50 kHz的脉冲电流，电压幅值在4～6 V变化，输出电流有效值保持恒定控制在30 A。

本文首先分析电路的基本原理，然后进行电路仿真建模，最后通过实验验证，证明设计方案可靠有效。

1 主电路原理

1.1 电路原理分析

1.1.1 主电路原理

电路基本原理如图1所示。由以下几部分组成：工频交流输入、EMC电路、全桥整流、半桥逆变电路和输出半桥整流电路。

图1 恒流源DC-DC脉冲电源主电路原理图

其工作原理分析如下：交流输入端经过前级的EMI、整流桥，形成恒定的直流源Vdc。Vdc和半桥电路、整流电路在一个开关周期的工作状态可以分成三个阶段。……