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案例頻道目前，大多數通信模塊電源都采用圖1中的架構。交流電源經過輸入濾波之后，進行功率因數校正電路，將輸入的交流電流轉變成直流電源。再經過一級DC-DC變換，轉換到所需要的輸出直流電壓（48V或者是24V）。
圖1 通信電源架構
在這種架構中最主要的進行功率變換的是功率因數校正電路及DC-DC變換電路。其中三相功率因數校正的拓撲與控制方式很多。其按輸入電感電流的狀態(tài)可分為兩種：一種是電流連續(xù)模式（CCM）[1][2]，另一種是電流斷續(xù)模式（DCM）[3][4][5]。DCM模式電流峰值高，輸入電流畸變較大，不太適用于性能要求高的場合。
三相CCM通信模塊電源目前業(yè)界較多采用的拓撲為三相三開關三電平拓撲（如VIENNA拓撲等），本文主要講述了如何采用LEM傳感器來實現(xiàn)三相三開關三電平拓撲的控制。
二、三相三開關三電平信號檢測
通過對三相三開關三電平控制研究發(fā)現(xiàn)[4][5]，目前要實現(xiàn)三相三開關三電平拓撲控制，至少需要檢測5個量，如圖2所示。即三個輸入電流信號及兩個輸出電壓信號。
圖2 三相三開關三電平控制實現(xiàn)簡圖
三、輸入電流信號檢測的實現(xiàn)
通常在單相PFC中，輸入電流信號檢測有兩種實現(xiàn)方式：1、電阻檢測，如圖3所示；2、電流傳感變壓器檢測，如圖4所示。
電阻檢測在三相PFC中很難實現(xiàn)，且由于三相PFC一般功率較大，也不適于用電阻檢測輸入電流。而采用電流傳感變壓器來進行檢測，由于三相PFC本身線路拓撲復雜，再加入電流傳感變壓器來進行檢測，其PCB走線就比較繁雜，且容易受到干擾。針對以上兩種電流檢測方式的缺點，一般三相PFC的電流檢測方式都采用霍爾電感傳感器來實現(xiàn)，而在傳感器領域中LEM系列的產品，性價比相當不錯。這兒就簡單介紹一下LEM電流傳感器如何實現(xiàn)三相PFC輸入電流檢測。
設一三相6kW通信電源模塊，輸入相電壓范圍165Vac～275Vac，其輸入電流的RMS為14A左右。通過查閱LEM公司產品資料，可知LTSR 25-NP適合。其額定最大電流RMS值為25A，精度為±0.2%。其內部框圖如圖6所示。
圖6 LTSR 25-NP的內部框圖
則要實現(xiàn)電流檢測，需要在+腳接一個5V的電壓，0腳與控制地相連。這里LTSR的ref腳采用內部參考電壓，即接一個>220kΩ的電阻到控制地。其線路如圖7所示。
圖7 采用LTSR系列傳感器檢測電流的電路圖
四、輸出電壓信號檢測
由于三相三開關三電平拓撲的輸出端是兩個電容串聯(lián)，所以檢測這兩個電容上的電壓到控制端，就必須有電壓隔離。一般三相三開關三電平拓撲的輸出電壓為700V左右。這兒可采用LEM的LV 25-P可以簡單的實現(xiàn)電壓隔離。LV 25-P具體規(guī)格可以參照LEM公司網站上的Datasheet。其電路結構如圖8所示。
圖8 電壓檢測線路
五、總結
本文簡單的論述了LEM傳感器在三相大功率高性能通信電源模塊中的應用。采用LEM電流傳感器及電壓傳感器后，極大的簡化的電源線路，降低了功率線路對控制線路的干擾，大大提高了通信電源模塊的性能及可靠性。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號