本文關(guān)鍵詞：重復(fù)頻率脈沖功率電流源的研究

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【摘要】：脈沖電流源主要應(yīng)用在微波、受控核聚變、大功率能量發(fā)生器、生物醫(yī)療、新材料制備、環(huán)保等領(lǐng)域,與國(guó)防科技以及民生息息相關(guān)。因此,近年來(lái)脈沖電源已成為電源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文對(duì)重復(fù)頻率的脈沖電流源進(jìn)行深入的研究,針對(duì)脈沖電流的寬度和上升沿設(shè)計(jì)了一種方案,來(lái)解決脈沖電流寬度不夠窄和電流上升沿不夠快的問(wèn)題。對(duì)脈沖功率電流源系統(tǒng)展開(kāi)研究,該系統(tǒng)由一個(gè)DC-DC初級(jí)功率變換器、一個(gè)儲(chǔ)能電容陣和一個(gè)脈沖功率放電拓?fù)淙糠謽?gòu)成。初級(jí)變換器拓?fù)洳捎胋uck級(jí)聯(lián)推挽電路,脈沖功率放電拓?fù)洳捎弥鏖_(kāi)關(guān)管在低端的buck拓?fù)?并另外加入兩個(gè)開(kāi)關(guān)管和二極管組成脈沖控制開(kāi)關(guān)和能量回饋二極管,來(lái)產(chǎn)生脈沖電流。詳細(xì)分析所設(shè)計(jì)的buck級(jí)聯(lián)推挽變換器和脈沖功率放電拓?fù)涞墓ぷ髟?針對(duì)系統(tǒng)能量損耗問(wèn)題,研究buck變換器的同步整流的方案;重復(fù)頻率脈沖電流源具有相應(yīng)能量回饋電路,在保證良好動(dòng)態(tài)響應(yīng)的同時(shí)效率也有所提升。對(duì)buck級(jí)聯(lián)推挽變換器電路進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì),包括推挽變壓器、功率電感等主要器件的選取,并建立電路的小信號(hào)模型。設(shè)計(jì)平均電流控制方案對(duì)電路進(jìn)行閉環(huán)控制,最后采用無(wú)源補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行反饋補(bǔ)償,結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的平均電流控制方案有效實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。針對(duì)脈沖功率放電拓?fù)湔归_(kāi)研究,對(duì)控制電路以及電感電容選取進(jìn)行詳細(xì)分析,電流采樣電路十分簡(jiǎn)單準(zhǔn)確;滯環(huán)電路實(shí)時(shí)跟蹤電感電流變化,提高了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng);控制邏輯電路采用時(shí)序控制,確保每個(gè)脈沖的可重復(fù)性。論述影響脈沖電流寬度和上升沿速率的因素,對(duì)脈沖功率放電拓?fù)溥M(jìn)行了仿真分析,結(jié)果表明在不同重復(fù)頻率的脈沖信號(hào)下得到不同寬度輸出脈沖電流。搭建各模塊相應(yīng)的硬件電路平臺(tái),分析單個(gè)模塊、多個(gè)模塊的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得到重復(fù)頻率在1k Hz、400Hz、100Hz 2%占空比的脈沖信號(hào)下幅值50A的脈沖電流,并且在重復(fù)頻率為1k Hz時(shí)脈沖電流最窄為13μs,電流上升沿為46.1A/μs,可靠實(shí)現(xiàn)了脈沖電流源頻率的重復(fù),脈沖電流寬度窄、上升沿陡峭的目標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM46

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1222261