该电路优点:相比于Buck 型浪涌抑制电路,正常工作时,电流只流过一个开关管,损耗更小;缺点:电路复杂性增加。对比三种有源浪涌抑制电路性能,如表2 所示,双晶体管控制型浪涌抑制电路原理简单,器件较少,但采用P 沟道型MOS 管,在大功率场合下,开关器件通态损耗大,所以适用于小功率场合;Buck 型浪涌抑制电路和电荷泵驱动型浪涌抑制电路可用于各种功率等级,但从成本角度考虑,电荷泵驱动型浪涌抑制电路更具优势。
对小功率场合,双晶体管控制型尖峰抑制器比较好,功率比较大的应用场合,Vicor 型尖峰抑制器比较适合。
3.实验
设计实例:输入电压18~36V;尖峰电压:80V/50ms;输出功率:0~40W;尖峰电压期间输出电压控制在40V;启动冲击电流不高于5A。R1、R2、C2 的取值无特定要求,但需要保证555定时器能输出高频的方波, 所以取R1=5.1kΩ ,R2=2.2kΩ,C2=1nF,R3=68Ω,C4=10nF,则将参数代入式
则f=150kHz,幅值为10V。
由于LM10C 的工作原理,1 脚电压值为2V,所以取R11=2.7kΩ,R12=0.3kΩ,代入式( ) 1 12 11 12 2.5V = V × R R + R (3)得V1=2V。R13 和R14 的取值决定在存在尖峰电压时,输出电压的幅值。若需将电压抑制成40V,则取R13=3.4kΩ,
R14=64.6kΩ,使得40V 输出时的R13 分得电压为2V。
图12 电荷泵驱动型浪涌抑制电路存在浪涌输入电压时,输入电压与输出电压波形图实验结果表明,在28V 输入电压下,输出电压能正常跟踪输入电压;当输入电压出现浪涌时,浪涌抑制器能将电压抑制在40V 范围内,较好地实现了浪涌抑制功能。
4.结论
本文以抑制28V 直流电源系统的输入电压浪涌为研究目标,针对无源浪涌电压抑制器存在易老化、易损坏、箝位电压精度不高等问题,研究了三种有源浪涌电压抑制方法,均进行仿真验证,并且选取电荷泵驱动型浪涌抑制电路进行实验验证。研究表明,电荷泵驱动型浪涌抑制电路具有较好的抑制浪涌电压的性能。
参考文献
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作者简介:
王颖(1989- ),女,江苏南通人,硕士研究生,研究方向为电力系统及自动化
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