機載高頻開關電源產品專門用于輸入交流400Hz的場合，這項產品主要應用于軍用雷達、航空航天、艦船、機車以及導彈發射等。研制出機載高頻開關電源產品對電子武器裝備系統的國產化，打破國際封鎖，提高我軍裝備的機動性，高性能都有重要的意義。

機載電源的使用環境比較惡劣，必須適應寬范圍溫度正常工作，并能經受沖擊、震動、潮濕等應力篩選試驗，因此設計機載電源的可靠性給我們提出了更高的要求。

機上可供選擇的供電電源有兩種輸入方式：115V/400Hz中頻交流電源和28V直流電源。兩種輸入方式各有優缺點，115V/400Hz電源波動小，需要器件的耐壓相對較高;而28V直流電源卻相反，一般不能直接提供給設備部件使用，必須將供電電源進行隔離并穩壓成為需要的直流電源才能使用。下面主要介紹115V/400Hz中頻交流輸入方式所研制的開關電源，它的輸出電壓270～380Vdc可以調節，輸出功率不小于3000W，環境溫度可寬至- 40℃～+55℃，完全適應軍品級電源的需要。

系統構成及主回路設計

圖1所示為整機電路原理框圖。它的設計主要通過升壓功率因數校正電路及DC/DC變換電路兩部分完成。115Vac/400Hz中頻交流電源經輸入濾波，通過升壓功率因數校正(PFC)電路完成功率因數校正及升壓預穩、能量存儲，再通過DC/DC半橋變換、高頻整流濾波器、輸出濾波電路以及反饋控制回路實現270～380Vdc可調節輸出穩壓的性能要求。

圖1 整機電路原理框圖

升壓功率因數校正電路主要使輸入功率因數滿足指標要求，同時實現升壓預穩功能。本部分設計兼顧功率因數電路達到0.92的要求，又使DC/DC輸入電壓適當，不致使功率因數校正電路工作負擔過重，因此設定在330～350Vdc。

隔離式DC/DC變換器電路拓撲結構形式主要有以下幾種：正激、反激、全橋、半橋和推挽。反激和正激拓撲主要應用在中小功率電源中，不適合本電源的 3000W輸出功率要求。全橋拓撲雖然能輸出較大的功率，但結構相對較為復雜。推挽電路結構中的開關管電壓應力很高，并且在推挽和全橋拓撲中都可能出現單向偏磁飽和，使開關管損壞。而半橋電路因為具有自動抗不平衡能力，而且相對較為簡單，開關管數量較少且電壓電流應力都比較適中，故不失為一種合理的選擇。

DC/DC變換電路主要為功率變壓器設計，采用IGBT/MOSFET并聯組合開關技術和半橋電路平衡控制技術。經過分析計算，采用雙E65磁芯，初級線圈12匝，次級繞組圈15匝。

關鍵技術設計

1.功率因數校正技術和無源無耗緩沖電路

具有正弦波輸入電流的單相輸入個功率因數校正電路在開關電源中的使用越來越廣泛，圖2所示為升壓功率因數校正和無源無耗緩沖電路。

圖2 功率因數校正和新型的無源無耗緩沖電路

采用無源無耗緩沖電路，元件全部采用L、C、D等無源器件，既有零電流導通特性，又有零電壓關斷特性，比傳統的有損耗的緩沖電路元件少30%。緩沖電路元件包括L1、C1、C2、D1、D2和D3。