基于移相全橋150kW開關(guān)電源的控制和散熱分析.pdf

1、移相全橋電路具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于恒頻控制和高頻化,通過變壓器的漏感和功率開關(guān)器件的寄生電容構(gòu)成諧振電路,使開關(guān)器件的應(yīng)力減小、開關(guān)損耗減小等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于中大功率場(chǎng)合。針對(duì)單晶硅提煉中所需的大功率電源,本文提出采用模塊化、N+1冗余設(shè)計(jì)的思想,設(shè)計(jì)了基于移相全橋拓?fù)涞?50kW開關(guān)電源。
　　 本文對(duì)不帶 L-C濾波電路考慮輸出雜散電感的移相全橋變換器的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析。針對(duì)150kW開關(guān)電源,本文提出的變換器與傳統(tǒng)的

2、移相全橋零電壓軟開關(guān)變換器相比,具有設(shè)備體積小、占空比丟失少等優(yōu)點(diǎn)。文中介紹了三端PWM開關(guān)模型法,提出采用三端PWM開關(guān)模型法對(duì)移相全橋變換器進(jìn)行數(shù)學(xué)模型分析,建立了移相全橋變換器的小信號(hào)平均電路模型,并推導(dǎo)出變換器的控制.輸出傳遞函數(shù)、開環(huán)輸出阻抗、開環(huán)輸入阻抗和音頻衰減率傳遞函數(shù)。
　　 150kW開關(guān)電源采用數(shù)字DSP控制,文中對(duì)控制方案的程序?qū)崿F(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)論述,分別介紹了A/D采樣、D/A轉(zhuǎn)換、SCI模塊、SPI模塊等

3、硬件電路設(shè)計(jì)和功能實(shí)現(xiàn)方案。對(duì)150kW開關(guān)電源的主程序、液晶屏與DSP通信程序、雙環(huán)控制算法程序等進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。基于Flotherm散熱仿真軟件,對(duì)150kW開關(guān)電源進(jìn)行了水冷散熱設(shè)計(jì),采用流體力學(xué)的基本公式計(jì)算出水冷板中所需的水流速。搭建了功率單元的散熱仿真模型,通過仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了水冷冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性。
　　 通過PSIM仿真軟件搭建了150kW開關(guān)電源的仿真模型,通過仿真驗(yàn)證本拓?fù)潆娐吩O(shè)計(jì)的合理性。最后搭建了