基于雙管正激變換器的高壓電容器充電電源研究.pdf

1、近年來(lái)，脈沖功率技術(shù)發(fā)展迅速，在軍工領(lǐng)域和民用領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，如激光工程、粒子加速器、新型武器、污水處理等。脈沖功率技術(shù)中應(yīng)用最多的儲(chǔ)能系統(tǒng)是電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)，而電容器充電電源是電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)不可或缺的一部分。隨著脈沖功率技術(shù)在特殊環(huán)境下應(yīng)用的推廣，如強(qiáng)電磁干擾、高能粒子輻射、劇烈振動(dòng)等環(huán)境，特殊環(huán)境下的電容器充電電源的拓?fù)浜涂刂品椒ǖ难芯孔兊弥陵P(guān)重要。在強(qiáng)電磁干擾、高能粒子輻射環(huán)境下，充電電源的驅(qū)動(dòng)信號(hào)可能受到干擾，造成開(kāi)關(guān)管誤導(dǎo)

2、通，因此應(yīng)該避免選用存在橋臂直通隱患的變換器拓?fù)洌缱畛Ｓ玫闹C振型變換器。單端正激變換器和單端反激變換器能夠避免橋臂直通的危險(xiǎn)，但是它們的輸出功率不大。相比而言，雙管正激變換器不僅能夠避免橋臂直通，而且輸出功率是單端正激變換器的兩倍，因此本文選取雙管正激變換器作為充電電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
　　本文首先分析了雙管正激變換器充電電源的工作過(guò)程，給出了每個(gè)開(kāi)關(guān)模態(tài)中變換器輸入電流、充電電流、占空比的詳細(xì)表達(dá)式。然后詳細(xì)分析了不同充電電壓下，

3、變壓器磁通復(fù)位對(duì)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間的限制，充電電流與開(kāi)關(guān)頻率、開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間的關(guān)系。依據(jù)以上分析結(jié)果，給出了基于脈寬調(diào)制的恒流充電控制策略和電壓保持控制策略；為了縮短充電時(shí)間，進(jìn)而提出了基于開(kāi)關(guān)頻率調(diào)節(jié)的恒流充電控制策略，并分析了兩種控制策略的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。建立了基于脈寬調(diào)制的系統(tǒng)小信號(hào)模型，根據(jù)系統(tǒng)在恒流充電過(guò)程中和電壓保持階段的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)，分析了系統(tǒng)的閉環(huán)控制的性能，并分別設(shè)計(jì)了閉環(huán)控制系統(tǒng)的PI控制器。然后根據(jù)基于開(kāi)關(guān)頻率調(diào)節(jié)的