陰極保護(hù)電源中的開關(guān)變換器研究與設(shè)計.pdf

1、金屬電化學(xué)防腐技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備、金屬建筑結(jié)構(gòu)、艦船和港口設(shè)施的防腐工程中占有重要地位。外加電流陰極保護(hù)技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，使得人們對用于外加電流陰極保護(hù)的防腐電源提出了更高的要求。電力電子技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)了電源技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的防腐電源逐步從以晶閘管為主要開關(guān)器件的相控電源發(fā)展為全控器件的高頻開關(guān)電源。本文結(jié)合金屬防腐的應(yīng)用背景，將數(shù)字控制倍流整流移相全橋軟開關(guān)變換器應(yīng)用到陰極保護(hù)中，使得防腐電源體積更小、且工作效率更高。
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2、文首先介紹了陰極保護(hù)電源的研究背景及意義，闡述了陰極保護(hù)的工作原理、陰極保護(hù)電源的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展方向。對倍流整流移相全橋ZVS變換器在各個開關(guān)模態(tài)的工作情況進(jìn)行詳細(xì)分析，并對其超前橋臂開關(guān)管和滯后橋臂開關(guān)管實現(xiàn)ZVS的差異進(jìn)行了比較。接著利用一種新穎的小信號建模方法建立了倍流整流移相全橋ZVS變換器的小信號模型。然后對系統(tǒng)的各部分硬件電路進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計計算，包括主功率電路高頻變壓器的設(shè)計、主功率開關(guān)管和輸出整流二極管的選擇、輸出濾波

3、電感和阻斷電容的計算，以及驅(qū)動電路、信號調(diào)理電路和輔助電源電路的設(shè)計，并在此基礎(chǔ)上利用PSPICE仿真軟件對主功率電路進(jìn)行了仿真分析，以驗證電路設(shè)計的正確性。再次，在該變換器小信號模型的基礎(chǔ)上利用開關(guān)電源零極點補償理論設(shè)計了系統(tǒng)的環(huán)路補償器，使用MATLAB軟件對系統(tǒng)的控制對象傳遞函數(shù)、環(huán)路補償器傳遞函數(shù)以及開環(huán)傳遞函數(shù)的Bode圖進(jìn)行了仿真分析，以驗證環(huán)路補償設(shè)計的正確性，檢查系統(tǒng)的靜動態(tài)性能是否滿足設(shè)計要求。最后，根據(jù)結(jié)構(gòu)和參數(shù)設(shè)計