基于PWM功率放大器的新型中頻電源方案設計

關鍵技術的解決

窄脈沖含有豐富的頻譜；且其頻譜與其脈沖寬度大體上成反比關系：脈沖越窄；其頻譜越豐富。對于一個幅度達280V、頻率為22. 5KHz的SPWM脈沖序列；它對其周邊電路的干擾是非常嚴重的。同時；功率器件的高速開關而產生的巨大電壓變化率du/dT和電流變化率di/dT將通過雜散電容和引線電感對供電電源和控制電路產生難以估計的影響。因此；如何實現系統內部強弱電之間的電磁兼容便成為關鍵技術。

電磁兼容從實施途徑來講主要有接地、屏蔽和濾波三種方法。在理論分析的基礎上；通過大量實驗；找出了系統中的敏感回路、敏感元件和敏感點；并針對性的采取濾波、嚴格接地、合理布局與布線等措施。

首先；在整體布局上按照強弱電分離的原則；將信號發生器、控制和保護回路等與功率電路分開布局；其次；按照信號流和功率流進行局部布局和布線；使其流暢無交疊；輸入輸出分離；同時；布線嚴格遵循環路最小原則；第三；將發熱器件貼近機殼布置；對溫漂有嚴格要求的元器件遠離發熱器件；第四；電源充分解耦。高頻SPWM波由于含有豐富的高頻諧波成份；所以功率電路和弱電電路需要嚴格的高頻解耦；第五；嚴格接地。功率地和弱電地分離布線；嚴格消除大的接地環路；同時保證功率地接地阻抗的連續性。

試驗結果

對一臺中頻電源樣機進行系統的試驗；樣機達到了如下主要性能指標：
考慮到以下的一些因素：注意AP擺放的物理位置、AP的控制和管理、用戶身份驗證和計費管理、簡化網絡安全管理、不能讓非專業人員構建無線網絡。

( 1) 電網調整率：輸入187 ～ 242VAC , 輸出115V ±3 %
(2) 負載調整率：輸入220VAC ,負載0A～1A , 輸出115V ±3 %
(3) 輸出頻率400Hz ±0. 5 % ,波形失真度≤ 2 %
(4) 具有過流保護、過壓保護和過熱保護等功能
(5) 體積:160 ×97 ×45 (mm3)

結論

采用新型功率器件和控制技術，實現了中頻電源小型化和高性能的技術要求。樣機體積縮小為同等電氣指標的傳統中頻電源的五分之一，元件數量減少為原來的二分之一。該新型中頻電源體積小、重量輕、噪聲小、響應快、失真度小、可靠性高,具有較強的實用價值。