基于雙管正激變換器的高壓電容器充電電源研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、近年來,脈沖功率技術發(fā)展迅速,在軍工領域和民用領域的應用越來越廣泛,如激光工程、粒子加速器、新型武器、污水處理等。脈沖功率技術中應用最多的儲能系統(tǒng)是電容器儲能系統(tǒng),而電容器充電電源是電容器儲能系統(tǒng)不可或缺的一部分。隨著脈沖功率技術在特殊環(huán)境下應用的推廣,如強電磁干擾、高能粒子輻射、劇烈振動等環(huán)境,特殊環(huán)境下的電容器充電電源的拓撲和控制方法的研究變得至關重要。在強電磁干擾、高能粒子輻射環(huán)境下,充電電源的驅動信號可能受到干擾,造成開關管誤導

2、通,因此應該避免選用存在橋臂直通隱患的變換器拓撲,如最常用的諧振型變換器。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,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撲結構。
  本文首先分析了雙管正激變換器充電電源的工作過程,給出了每個開關模態(tài)中變換器輸入電流、充電電流、占空比的詳細表達式。然后詳細分析了不同充電電壓下,

3、變壓器磁通復位對開關管導通時間的限制,充電電流與開關頻率、開關管導通時間的關系。依據以上分析結果,給出了基于脈寬調制的恒流充電控制策略和電壓保持控制策略;為了縮短充電時間,進而提出了基于開關頻率調節(jié)的恒流充電控制策略,并分析了兩種控制策略的優(yōu)缺點和適用范圍。建立了基于脈寬調制的系統(tǒng)小信號模型,根據系統(tǒng)在恒流充電過程中和電壓保持階段的開環(huán)傳遞函數,分析了系統(tǒng)的閉環(huán)控制的性能,并分別設計了閉環(huán)控制系統(tǒng)的PI控制器。然后根據基于開關頻率調節(jié)的

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