基于AN8026控制芯片的变频器电源设计方案
1.前言
变频器在能源节约、电力环保方面意义重大，电动机驱动是电能消耗大户，约消耗全国65%发电量，近三十多年来变频调速已在钢铁、冶金、石油、化工、电力等工作中得到广泛运用，其他家用电器例如变频冰箱，变频洗衣机、变频微波炉等也已相继出现，因此设计可靠高性能的变频器电源尤为重要。
变频技术目前得到了广泛的应用，而变频器的可靠稳定运行决定了变频器性能指标，作为基础硬件，变频器电源的高效可靠运行至关重要。如图1所示为变频器的拓扑结构，主要由整流单元、预充电电路、制动单元和逆变单元组成，从图中可知，变频器电源为驱动电路和控制电路提供直流电源，驱动电路则为逆变单元提供驱动能力强响应速度快的驱动脉冲，因而设计高效可靠变频器电源硬件显得尤为重要。
2.电源软开关技术及电路原理
an8026为松下公司开发的反激式单端输出rcc型准谐振软开关驱动控制器，封装为sip 9脚封装，各个脚号的定义如表1所示，内部框图如图2所示，其特点如下：
·供电电压为下限8.6v到上限34v;
·输出脉冲为单端图腾柱式驱动脉冲；
·输出驱动电流为+1a，直接驱动m0sfet管；
·启动电流为8ua，减小启动电阻功耗；
·内置逐周控制过流保护电路；
·内置滞回特性的输入欠压8.6v保护电路；
·外置稳压管的过压保护电路。
an8026的极限参数如表2所示，图3为an8026的电路原理图。软开关电源主要由控制芯片an8026、mosfet k2225、tl431、脉冲变压器tr1等组成。vcc通过启动电阻r1、r3、r5、r6限流分压由直流母线供电，输入直流母线电压等级不同可以调节启动电阻的阻值，当达到启动电压时，变换器开始工作，此后控制芯片由副边+18v辅助绕组供电。
r8将tr1辅助绕组的感应脉冲限流，二极管d6负向箝位，将2.8v的正脉冲送入第①脚用作tr1的磁通复位检测，可以避免tr1磁能未释放完毕时开关管导通产生的冲击电流，同时保证输出电压的稳定；第②脚外接c10、r14设定最小关断时间，c10设定最小导通时间；第④脚外围以r15作为开关管源极电流传感器，正比于开关电流峰值电压；第⑧脚的过压保护由稳压管zd4从vcc端取样，使启动工作电压不超出上限值34v，dz选用22v稳压管，同时可以实现驱动脉冲失控时输出过压保护；为了防止an8026启动前启动电压瞬间超过28v产生误动作使电路不能启动，电路中由c13对瞬间超压尖蜂进行吸收。
开关电源的软开关主要是通过c5、c6、c7和初级绕组电感lp组成的准谐振电路来实现，具体的器件参数需根据开关电源的开关频率来计算；同时第④脚电流检测实现过流保护；第⑧脚通过r16和c18进行启动时的过压锁定，实现开关电源软启动；通过tl431组成的反馈回路实现输出电压的稳定。
3.实验验证
根据电路原理图设计，利用软件altiumdesigner summer 09绘制pcb，并调试样机，图4所示为软开关电源实验波形。
从开关电源实验波形可知开关电源的mosfet开关管开通和关断时电压应力几乎为零，开关管损耗近似为零，这样大大提高了开关电源效率，同时增加了开关管的寿命，提高了电源的可靠性，进而提高了变频器的可靠稳定性。
4.结论
本设计方案中的变频器电源板具有高效稳定的工作性能，基于an8026控制芯片设计的软开关电源效率高、稳定可靠，能够驱动板和控制板的供电需求，从实验结果可知，mosfet开关管开通和关断时电压应力几乎为零，开关管损耗近似为零，这样大大提高了开关电源效率，同时增加了开关管的寿命，提高了变频器的可靠稳定性，进而证实了该方案的可行性。
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2.电源软开关技术及电路原理
an8026为松下公司开发的反激式单端输出rcc型准谐振软开关驱动控制器，封装为sip 9脚封装，各个脚号的定义如表1所示，内部框图如图2所示，其特点如下：
·供电电压为下限8.6v到上限34v;
·输出脉冲为单端图腾柱式驱动脉冲；
·输出驱动电流为+1a，直接驱动m0sfet管；
·启动电流为8ua，减小启动电阻功耗；
·内置逐周控制过流保护电路；
·内置滞回特性的输入欠压8.6v保护电路；
·外置稳压管的过压保护电路。
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r8将tr1辅助绕组的感应脉冲限流，二极管d6负向箝位，将2.8v的正脉冲送入第①脚用作tr1的磁通复位检测，可以避免tr1磁能未释放完毕时开关管导通产生的冲击电流，同时保证输出电压的稳定；第②脚外接c10、r14设定最小关断时间，c10设定最小导通时间；第④脚外围以r15作为开关管源极电流传感器，正比于开关电流峰值电压；第⑧脚的过压保护由稳压管zd4从vcc端取样，使启动工作电压不超出上限值34v，dz选用22v稳压管，同时可以实现驱动脉冲失控时输出过压保护；为了防止an8026启动前启动电压瞬间超过28v产生误动作使电路不能启动，电路中由c13对瞬间超压尖蜂进行吸收。
开关电源的软开关主要是通过c5、c6、c7和初级绕组电感lp组成的准谐振电路来实现，具体的器件参数需根据开关电源的开关频率来计算；同时第④脚电流检测实现过流保护；第⑧脚通过r16和c18进行启动时的过压锁定，实现开关电源软启动；通过tl431组成的反馈回路实现输出电压的稳定。
3.实验验证
根据电路原理图设计，利用软件altiumdesigner summer 09绘制pcb，并调试样机，图4所示为软开关电源实验波形。
从开关电源实验波形可知开关电源的mosfet开关管开通和关断时电压应力几乎为零，开关管损耗近似为零，这样大大提高了开关电源效率，同时增加了开关管的寿命，提高了电源的可靠性，进而提高了变频器的可靠稳定性。
4.结论
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