高壓脈沖電源具有輸出電壓高、輸出電流大、脈沖寬度窄、重復(fù)頻率高等特點,廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域。本文設(shè)計了一種脈沖升壓型高壓脈沖電源,實現(xiàn)了輸出脈沖幅值、頻率和脈寬在一定范圍內(nèi)可調(diào)的功能。本文設(shè)計的高壓脈沖電源方案主要由整流濾波電路、升壓電路、全橋逆變電路和級聯(lián)的脈沖變壓器組成。升壓電路采用Boost變換器結(jié)構(gòu),閉環(huán)控制Boost的輸出電壓。使用全橋逆變電路產(chǎn)生雙極性脈沖,并為開關(guān)管設(shè)計了緩沖電路。設(shè)計了非晶磁芯的脈沖變壓器,給出了關(guān)鍵參數(shù)的計算方法,建立了一種脈沖變壓器級聯(lián)的高壓脈沖電源仿真模型,通過仿真分析,驗證了方案的可行性。設(shè)計并搭建了非晶磁芯脈沖變壓器級聯(lián)的高壓脈沖電源的硬件電路,包括整流濾波電路、Boost電路、全橋逆變電路、開關(guān)管驅(qū)動電路、緩沖電路和電壓采樣電路等,并給出了關(guān)鍵器件參數(shù)的計算方法。繞制了環(huán)型非晶磁芯的脈沖變壓器。使用DSP作為主控器,編寫了電源的控制程序,包括Boost電路的閉環(huán)控制程序、全橋逆變電路PWM控制程序、電壓采樣程序以及串口通信程序,能夠通過串口來設(shè)置高壓脈沖電源的參數(shù)。制作了高壓脈沖電源樣機,在實驗室條件下進(jìn)行了實驗,對測量的波形和數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,... 

【文章來源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－５整流濾波電路仿真圖??Ｆｉｇｕｒｅ?２－５?Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ?Ｆｉｌｔｅｒ?Ｃｉｒｃｕｉｔ??

Ｄｉｓｃｒｅｔｅ，??Ｔ；ｓ?＝?ｌｅ－０７?ｓ＿??ｐｏｗｅｒｇｕｉ??ｔＴ?Ｌ－ａ?．．??ｉ??????－２２０Ｖ?Ｋ）?４－?Ｃ?＾?Ｒ?Ｓ?＋?ｖ－？口??丫?ｐ１８?Ｉ?－Ｂ??［??ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ????Ｉ???圖２－５整流濾波電路仿真圖??Ｆｉｇｕｒｅ?２－５?Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ?Ｆｉｌｔｅｒ?Ｃｉｒｃｕｉｔ??整流濾波仿真電路輸出的電壓波形如圖２－６所示，由圖可以看出輸出電壓最高??為３０９．６Ｖ、最低值為２９９．９Ｖ，紋波電壓為３０９．６－２９９．９＝９．７Ｖ，紋波系數(shù)ｒ為??．７／（３０９．６＋２９９．９）／２＝３．１８％＜５％，滿足設(shè)計要求。??３５０?ｒ?ｃ?ｃ?ｃ?ｃ?＂ｊ??

大于Ｂｏｏｓｔ自身產(chǎn)生的１００ｋＨｚ的輸出紋波。因此，輸出電容應(yīng)按照１００Ｈｚ的ＡＦ。，??來計算。??按照３％的輸出電壓紋波系數(shù)計算，輸出電容為??Ｃ＝?Ｕ〇?＝?ｌ－?＝?６６６．７＾Ｆ?（２－１５）??（ｊＵ０Ｒｆ－?０．０３ｘ５００ｘ１００??式中ＣＴ為輸出電壓紋波系數(shù)，為負(fù)載（此處取及＝５００Ｑ?），乂為??輸入波動電壓的頻率，計算時忽略電容的充電時間。??（３）?Ｂｏｏｓｔ變換器仿真??整流濾波部分按照２．２小節(jié)設(shè)定參數(shù)，按照（１）、（２）中的計算結(jié)果，設(shè)定升壓??電感Ｚ為１．８ｍＨ，電感無電阻損耗，二極管正向?qū)妷簽椋埃福郑敵鲭娙荩脼??６８０［ｉＦ，負(fù)載為５００Ｄ電阻，設(shè)定ＭＯＳＦＥＴ導(dǎo)通電阻為０．３Ｑ，用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ搭建仿??真電路，如圖２－１０所示。在升壓電感和輸出二極管兩端并聯(lián)了一個二極管，這是??因為在Ｂｏｏｓｔ變換器啟動瞬間，輸出電容的兩端沒有電壓，流過升壓電感的電流就??會很大，為了防止電感瞬間飽，并減小輸出二極管的浪涌電流［１４］。???ｒ－ＪＳ??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于PSIM仿真的開關(guān)電源Boost電路的設(shè)計[J]. 楊脫穎.  工業(yè)控制計算機. 2018(11)
[2]基于ZVZCS軟開關(guān)技術(shù)的大功率電磁發(fā)射機設(shè)計[J]. 李亮亮,張一鳴,鄭起佳,龐連路,張心波.  通信電源技術(shù). 2017(03)
[3]RCD緩沖電路參數(shù)設(shè)計[J]. 楊志龍.  電腦知識與技術(shù). 2015(24)
[4]基于Matlab的吸收電路對IGBT電路功耗影響的研究[J]. 王振雷,董長雙.  電氣傳動. 2014(07)
[5]高壓皮秒脈沖發(fā)生器的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 姚陳果,趙東陽,米彥,李成祥,王建,章錫明,孫才新.  高電壓技術(shù). 2010(07)
[6]逆變器用IGBT吸收電路的仿真研究[J]. 張全柱,黃成玉,鄧永紅.  電源技術(shù). 2009(10)
[7]小型脈沖變壓器設(shè)計[J]. 楊哲,鞠曉東.  變壓器. 2006(12)

碩士論文
[1]基于DSP控制的BOOST PFC結(jié)構(gòu)和算法實現(xiàn)[D]. 譚偉.湘潭大學(xué) 2017
[2]基于IGBT的重頻短脈沖源研究[D]. 沈宗盤.電子科技大學(xué) 2017
[3]中子管離子源2kV高壓脈沖電源的研制[D]. 侯博鋒.沈陽師范大學(xué) 2017
[4]電除塵用高頻高壓脈沖電源的研究[D]. 曹鑫.安徽理工大學(xué) 2014
[5]鋰電池化成用四路雙向DC/DC變換器設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 劉利軍.湖南大學(xué) 2014
[6]高壓脈沖電場殺菌裝備中脈沖升壓型高壓脈沖發(fā)生器研究[D]. 江婷婷.浙江大學(xué) 2014
[7]一種生物醫(yī)用皮秒級高壓脈沖發(fā)生器的研制[D]. 趙東陽.重慶大學(xué) 2010
[8]基于DSP的SVPWM變頻電源的研究[D]. 王琦.華中科技大學(xué) 2007
[9]Boost-PFC電路拓?fù)浜涂刂扑惴ǖ难芯縖D]. 郎蕓萍.浙江大學(xué) 2006



本文編號：3242183