光伏逆變輔助電源的設計

摘要：為了設計光伏逆變器的輔助開關電源，電路結構采用電流型隔離式單端反激的控制方式，通過實驗得出設計的電路適合光伏逆變電源的結論。該實驗涉及開關電源的一些基本設計指標、變壓器磁芯及繞組的設計、反饋及穩壓電路的設計。設計的輔助電源已經用于光伏逆變器上，運行穩定，輸出紋波小，變壓器無發熱現象，達到了設計目標。
關鍵詞：開關電源；變壓器；脈寬控制芯；UC3842

0 引言
隨著我國電力電子技術的不斷革新以及光伏發電技術的廣泛應用，研究光伏逆變電源內部的供電部分具有較大的實用價值。本文針對光伏逆變電源中輔助電源的特點，設計了一種隔離式單端反激的多路輸出開關電源，它具有小體積、高性能和便于實現多路輸出等優點。

1 原理與設計
1．1 輔助電源工作原理
隔離式單端反激電源電路結構原理如圖1所示。

隔離式單端電源是指高頻變壓器作為主要隔離器件，且變壓器磁芯僅工作在其磁滯回線一側。所謂反激式系指開關功率管VT1導通時，在初級電感線圈中儲存能量，而當VT1關閉時，初級線圈中儲存能量再通過次級線圈感應釋放給負載。
其電路工作過程如下：
當MOS管VT1導通時，電流從電池正極經脈沖變壓器上端流經脈沖變壓器至下端，再從功率管VT1的D極至S極，最后返回至電池負極。電流在流過脈沖變壓器時它在變壓器初級電感線圈中做功儲存了能量。經變壓器耦合，使變壓器次級產生了一個上負下正的電壓，該電壓同時使與變壓器次級相連接的二極管VD處于反偏壓狀態，所以二極管VD截止。在變壓器次級回路無電流流過，既沒有能量傳遞給負載。當MOS管VT1截止時，因電感線圈的自感電動勢作用，電流方向變成了上負下正，經耦合，變壓器次級電感線圈中的電壓反轉過來，即上正下負，從而使二極管導通，初級上電壓經二極管整流成為直流單向脈動電壓，該電壓給輸出電容C充電，同時在負載RL上也有了電流IL流過。