IC200CPU005
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中电华星风能电源工程师在市场上发现风力发电的变桨电机制动系统中需要一种可靠的模块电源，它要求：① 高效率的蓄电池输入；②28～160 V超宽输入直流电压范围：③ 高功率密度，输出为24 V／13 A，体积要求90x64x26 mm。；④高可靠性，适用于海边等恶劣环境。由于输入电压变化范围很宽(1：6)，最低输入与输出电压差值小(占空比达90％)，且为了保证因变桨电机频繁起停而导致负载突变时的电源稳定，通常采用两级变换．电压输入较低时先升压后再进行降压。但采用两级变换。必然减少了效率．增大了电源的体积，这与电源要求的高功率密度、高效率不符。于是组织相关工程师共同攻关。 中电华星电源工程师在研发过程中为提高电源效率及可靠性．在超宽范围输入电压的直流稳压源的设计中．采用高频高效的单级Buck变换器及有效的控制方式满足全输入电压及全负载范围内电源的稳定。 2 Buck变换器控制回路设计 2．1 控制方式的确定 一般Buck电路中，较常使用的控制方式为电压型和峰值电流型。在仅电压环形成闭环控制的电压型PWM控制方式中。由于LC滤波器中存在电感 L,导致了180°相移和40 dB／dec的增益衰减,导致电压模式环路不易稳定。特别是对于电源要求的宽范围输入电压条件。而在输出电感峰值电流内环和电压外环的电流模式控制方式中．通过小信号分析，输出电感可视为一个恒流源，输出可视为一个电流源给并联的电容和负载电阻供电，故仅造成90°相移和20 dB／dec的增益衰减． 使得误差放大器的补偿简化．适应于该输入电压和负载大范围变化的场合。 电源采用峰值电流模式的控制方式。由峰值电流模式控制芯片UC2843构成PWM控制电路图1示出Buck主电路及控制驱动电路的原理图。图中，T1为检测开关管峰值电流的互感器，它将检测的开关管峰值电流信号比例缩小，滤波后送入UC2843的电流检测脚。此外，由于本电源的宽输入电压变化。需要占空比变化范围为15％～90％，而峰值电流模式控制方式在占空比超过50％时会引起环路不稳定，需通过VQ2，R5进行斜坡补偿。经过改进后的电流模式控制方式很好地满足了电源的要求。
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