高可靠性大功率電鍍電源研究.pdf

1、基于開關(guān)電源技術(shù)的電鍍電源因其卓越的性能，目前已在電鍍工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)、微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)的發(fā)展，具有低壓大電流輸出特性的電鍍電源成為研究熱點(diǎn)。國內(nèi)外在提高開關(guān)頻率、提高單機(jī)功率、提升電源效率、電磁兼容和可靠性等方面均進(jìn)行了深入的研究。
　　本文從基礎(chǔ)設(shè)計(jì)上對電鍍電源進(jìn)行了可靠性研究設(shè)計(jì)，包含可靠的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、可靠高效的功率調(diào)整控制方式、具有冗余度的安全保護(hù)措施、元器件和電路的抗干擾設(shè)計(jì)等。本文也對在滿足

2、可靠性要求下提高電源效率的方法進(jìn)行研究設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)主電路由抗磁通不平衡能力較強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡單功率適中的半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，低EMI、低溫升的環(huán)形磁芯變壓器及并聯(lián)全波整流輸出結(jié)構(gòu)構(gòu)成。主電路實(shí)現(xiàn)了電鍍電源的基礎(chǔ)可靠性。為兼顧控制可靠性和控制靈敏度，本設(shè)計(jì)使用了可逐周期限定和調(diào)節(jié)輸出電流的的雙閉環(huán)控制方式。本文對雙環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行建模分析，消除條件穩(wěn)定現(xiàn)象，設(shè)計(jì)合理的控制參數(shù)保證控制環(huán)路的穩(wěn)定性。雙環(huán)控制器與成熟可靠的PWM驅(qū)動(dòng)芯片一起共同構(gòu)成了電源系

3、統(tǒng)的功率調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)。為保證電源系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，本文設(shè)計(jì)了多重保護(hù)措施，包括具有故障自關(guān)斷能力的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)，獨(dú)立的基于FPGA的外部監(jiān)控保護(hù)電路，有利于遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)行參數(shù)的串行通信設(shè)計(jì)和能夠保留故障狀態(tài)的友好的人機(jī)界面。針對較為惡劣的電源工作環(huán)境，本設(shè)計(jì)選用抗干擾能力較強(qiáng)的元器件，采用降額設(shè)計(jì)，優(yōu)化電路結(jié)構(gòu)以保證電路的可靠性。同時(shí)，為提升電源效率，本文采用同步整流技術(shù)和簡單并聯(lián)輸出設(shè)計(jì)。為驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案，本文制作了一臺(tái)具有5~12V可調(diào)電壓輸出