0、引言

　　高壓斷路器是電力系統中最重要的控制和保護電路，其作用就是接通或切斷高壓電路，對電力系統起保護作用。動作電壓試驗、機械特性測試是最能反映高壓斷路器電氣、機械性能的測試，通過它能考核斷路器的各種開斷與關合性能，驗證滅弧室與其它部分的結構設計，制造工藝和材料選擇是否正確合理，盡早檢測出斷路器的機械缺陷和隱患，避免發生高壓斷路器拒分、拒合、分合不成功、爆炸等事故發生。因為操作機構動作遲緩等，將引起消弧的延緩，其后果使繼電保護動作不正確，如躍級跳閘等，嚴重時使斷路器爆炸。

　　高壓斷路器動作電壓試驗、機械特性測試是斷路器安裝、檢修工作中必不可少的項目，也是保證電力系統安全運行的一項基本預防性試驗。為了做好該項測試，可調電壓的斷路器操作控制電源是關鍵。當前廣泛使用的整流電源，在帶上負載后的輸出電壓，比較之前的整定值會有明顯跌落。無論是恒定還是瞬間的電壓跌落，其對斷路器動作特性影響都是不可忽視的，因為斷路器操作線圈的動作時間不到一個周波，整個斷路器的分、合閘時間也只是幾個周波。對動作電壓試驗而言，操作電壓跌落的影響就更大。因此，需要研制較高負載調整特性、紋波系數小、抗干擾性強的斷路器操作控制電源。隨著高頻開關電源技術的發展應用，使得較高負載調整特性、紋波系數小、抗干擾性強的斷路器操作控制電源研制有了技術基礎與背景。

　　本文采用電壓脈寬型PWM控制芯片TL494，高壓懸浮驅動器IR2110，以及功率開關器件IGBT方案實現高頻開關電源。

　　1、電源主要技術指標、工作原理與系統構成

　　1.1電源的主要技術指標

　　輸入電壓范圍：220VAC±10%50Hz±5%

　　環境工作溫度：-50℃～45℃

　　輸出電壓范圍：30VDC～265VDC

　　連續可調最大輸出電流：Imax=15A

　　輸出紋波系數：《±0.2%結

　　構型式：便攜式

　　1.2工作原理

　　該高頻開關電源由主電路、控制電路、保護電路、濾波電路、輔助電源和散熱裝置組成。輸入的220V交流電經二極管全波整流及大電容濾波后得到平滑穩定的直流電，然后由IGBT全橋結構的逆變電路將其逆變為高頻交流方波，再經變壓器升壓和輸出整流濾波電路濾波將交流方波整定為所需的可調直流電。控制電路由TL494和IR2110構成，TL494輸出的PWM信號經IR2110放大驅動IGBT。保護電路設有軟啟動、過電流、過電壓等保護功能。系統框圖如圖1所示。

　　圖1系統框圖

　　2、TL494的結構和性能

　　TL494是美國德克薩斯州儀器公司生產的一種性能優良的電壓驅動型脈寬調制器件，可作為單端式、推挽式、全橋式、半橋式開關電源控制器，被廣泛應用于開關電源中，是開關電源的核心控制器件。TL494的輸出三極管可接成共發射極及射極跟隨2種方式，因而可以選擇雙端推挽輸出或單端輸出方式。在推挽輸出方式時，其兩路驅動脈沖相差180°，而在單端方式時，其兩路驅動脈沖為同步同相。TL494是有16引腳雙列直插式塑料封裝集成芯片。它的工作頻率為1～300kHz，輸出電壓達40V，輸出電流為200mA。TL494的引腳說明如下：

　　1、2腳：內部誤差放大器1的同相輸入端和反相輸入端，可用于閉環穩壓;

　　3腳：脈寬調制補償端;

　　4腳：死區時間設置端，通過設置死區時間，可防止上下橋臂直通;

　　5、6腳：設定振蕩器頻率用電容與電阻連接端;

　　7腳：工作參考地端;

　　8、11腳：脈寬調制方波輸出晶體管的集電極;

　　9、10腳：脈寬調制方波輸出晶體管的發射極;

　　12腳：工作電源連接端，極限電壓41V，低于7V電路不啟動;

　　13腳：輸出方式控制端，在該端為高電平時，TL494為推挽輸出型，最大占空比為48%;在該端為低電平時，兩路輸出脈沖相同，最大占空比為98%;

　　14腳：基準電壓輸出端，該端輸出一標準的5V±5%基準電壓，其溫度穩定性好，可用來作為給定信號或保護基準信號;

　　15、16腳：內部誤差放大器2的反向輸入端與同相輸入端，用于過電壓和過電流保護。

　　TL494的內部結構圖如圖2所示。