摘要：本文主要講述了LEM傳感器在大功率高性能三相通信電源中的應(yīng)用，簡(jiǎn)單介紹了兩款LEM傳感器的性能參數(shù)，及實(shí)現(xiàn)的線路簡(jiǎn)圖。
　　關(guān)鍵詞：電流傳感器　電壓傳感器　三相通信電源　電流連續(xù)模式
　　一、引言
    目前，大多數(shù)通信模塊電源都采用圖1中的架構(gòu)。交流電源經(jīng)過(guò)輸入濾波之后，進(jìn)行功率因數(shù)校正電路，將輸入的交流電流轉(zhuǎn)變成直流電源。再經(jīng)過(guò)一級(jí)DC-DC變換，轉(zhuǎn)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(gòu)

    在這種架構(gòu)中最主要的進(jìn)行功率變換的是功率因數(shù)校正電路及DC-DC變換電路。其中三相功率因數(shù)校正的拓?fù)渑c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(chǎng)合。
   三相CCM通信模塊電源目前業(yè)界較多采用的拓?fù)錇槿�相三開(kāi)關(guān)三電平拓?fù)洌ㄈ鏥IENNA拓?fù)涞龋�，本文主要講述了如何采用LEM傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)三相三開(kāi)關(guān)三電平拓?fù)涞目刂啤?BR> 
　　二、三相三開(kāi)關(guān)三電平信號(hào)檢測(cè)
    通過(guò)對(duì)三相三開(kāi)關(guān)三電平控制研究發(fā)現(xiàn)[4][5]，目前要實(shí)現(xiàn)三相三開(kāi)關(guān)三電平拓?fù)淇刂�，至少需要檢測(cè)5個(gè)量，如圖2所示。即三個(gè)輸入電流信號(hào)及兩個(gè)輸出電壓信號(hào)。

           
圖2  三相三開(kāi)關(guān)三電平控制實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)圖

  
　　三、輸入電流信號(hào)檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)
    通常在單相PFC中，輸入電流信號(hào)檢測(cè)有兩種實(shí)現(xiàn)方式：1、電阻檢測(cè)，如圖3所示；2、電流傳感變壓器檢測(cè)，如圖4所示。

                 
    電阻檢測(cè)在三相PFC中很難實(shí)現(xiàn)，且由于三相PFC一般功率較大，也不適于用電阻檢測(cè)輸入電流。而采用電流傳感變壓器來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，由于三相PFC本身線路拓?fù)鋸?fù)雜，再加入電流傳感變壓器來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，其PCB走線就比較繁雜，且容易受到干擾。針對(duì)以上兩種電流檢測(cè)方式的缺點(diǎn)，一般三相PFC的電流檢測(cè)方式都采用霍爾電感傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)，而在傳感器領(lǐng)域中LEM系列的產(chǎn)品，性價(jià)比相當(dāng)不錯(cuò)。這兒就簡(jiǎn)單介紹一下LEM電流傳感器如何實(shí)現(xiàn)三相PFC輸入電流檢測(cè)。
    設(shè)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(guò)查閱LEM公司產(chǎn)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(nèi)部框圖如圖6所示。

                                              
圖6  LTSR 25-NP的內(nèi)部框圖

   
   則要實(shí)現(xiàn)電流檢測(cè)，需要在+腳接一個(gè)5V的電壓，0腳與控制地相連。這里L(fēng)TSR的ref腳采用內(nèi)部參考電壓，即接一個(gè)>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(cè)電流的電路圖

　　四、輸出電壓信號(hào)檢測(cè)
    由于三相三開(kāi)關(guān)三電平拓?fù)涞妮敵龆耸莾蓚�(gè)電容串聯(lián)，所以檢測(cè)這兩個(gè)電容上的電壓到控制端，就必須有電壓隔離。一般三相三開(kāi)關(guān)三電平拓?fù)涞妮敵鲭妷簽?00V左右。這兒可采用LEM的LV 25-P可以簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)電壓隔離。LV 25-P具體規(guī)格可以參照LEM公司網(wǎng)站上的Datasheet。其電路結(jié)構(gòu)如圖8所示。

              
圖8  電壓檢測(cè)線路

　　五、總結(jié)
    本文簡(jiǎn)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(yīng)用。采用LEM電流傳感器及電壓傳感器后，極大的簡(jiǎn)化的電源線路，降低了功率線路對(duì)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。
 
　　參考文獻(xiàn)
　　1. Y. Jiang, H. Mao, F. C. Lee, and D. Boroyevich, “Simple High Performance Three-Phase Boost Rectifiers”, Conference Record IEEE PESC 1994, pp. 1158-1163.
　　2. M. Sedighy and F. P. Dawson, “Single-Switch Three-Phase Power Factor Correction”, Conference Record IEEE IPEC 1995, pp. 293-297.
　　3. Chongming Qiao; Smedley, K.M., “A general three-phase PFC controller for rectifiers with a parallel-connected dual boost topology” Power Electronics, IEEE Transactions on, Volume 17,  Issue 6,  Nov. 2002 Page（s）:925 – 934
　　4. Chongming Qiao; Smedley, K.M., “A general three-phase PFC controller for rectifiers with a series-connected dual-boost topology” Industry Applications, IEEE Transactions on, Volume 38,  Issue 1,  Jan.-Feb. 2002 Page（s）:137 – 148
　　5. Minibock, J.; Kolar, J.W., “Novel concept for mains voltage proportional input current shaping of a VIENNA rectifier eliminating controller multipliers”  Industrial Electronics, IEEE Transactions on,  Volume 52,  Issue 1,  Feb. 2005 Page（s）:162 – 170

　　轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)源：賽斯維傳感器網(wǎng)（m.fineinshow.com）