【摘要】：電解氧化處理是鋁材加工過程的一個重要環(huán)節(jié),這一電化學過程需要低電壓、大電流的大功率電源提供電能。由于傳統(tǒng)的可控硅調(diào)壓電源體積大、效率低、諧波污染嚴重,目前已經(jīng)逐步被新型高頻開關(guān)電源取代。移相全橋軟開關(guān)技術(shù)的發(fā)展降低了功率開關(guān)的損耗,大大提高了開關(guān)電源的效率;同步整流技術(shù)的應(yīng)用,降低了低壓大電流輸出場合的整流損耗,進一步提高了電源工作效率;而大功率的應(yīng)用需求,促進了開關(guān)電源并聯(lián)控制技術(shù)的發(fā)展。本文結(jié)合上述技術(shù)和實際使用要求,研究設(shè)計了基于移相全橋和同步整流的大功率開關(guān)電源及其數(shù)字化并聯(lián)控制系統(tǒng)。本文首先介紹了選題的背景與意義,結(jié)合高頻開關(guān)電源的特點,主要介紹了軟開關(guān)、同步整流、并聯(lián)均流等應(yīng)用于開關(guān)電源領(lǐng)域的主要技術(shù),詳細分析了移相全橋ZVS和同步整流電路的工作過程,并進一步給出了采用全波整流拓撲的同步整流電路驅(qū)動方式及其優(yōu)化方案。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計了模塊化低壓大電流高頻開關(guān)電源,給出了主功率電路相關(guān)器件的設(shè)計依據(jù),并設(shè)計了相應(yīng)的外圍控制電路。為實現(xiàn)電源模塊的大功率并聯(lián)輸出,設(shè)計了基于CAN總線的數(shù)字化電源并聯(lián)控制系統(tǒng),該控制系統(tǒng)解決了開關(guān)電源并聯(lián)均流問題,并實現(xiàn)了自動化控制與故障處理,實現(xiàn)了故障模塊自動切除、冗余模塊自動投入等功能。根據(jù)本文的分析設(shè)計,最終制造了由10個電源模塊構(gòu)成的400k W大功率電源樣機,并進行了樣機實驗測試。實驗結(jié)果表明,所設(shè)計的電源完全達到設(shè)計指標,實現(xiàn)了ZVS軟開關(guān)和同步整流,效率最高可達93%;電源并聯(lián)控制系統(tǒng)工作穩(wěn)定,均流效果良好,并實現(xiàn)了自動化控制。
【圖文】：

a) 硬開通 b) 硬關(guān)斷a) Hard turn-on b) Hard turn-off圖 1-1 硬開關(guān)狀態(tài)Fig.1-1 Hard switching開關(guān)技術(shù)是在原有電源電路的基礎(chǔ)上，采用外加的輔助電路或利用電路內(nèi)生參數(shù)，使電流或電壓處于諧振狀態(tài)，使開關(guān)器件實現(xiàn)“零電壓開通”或”[20]。如圖 1-2 所示，零電壓開通指開關(guān)導通前其兩端電壓下降到零；零關(guān)斷開前其內(nèi)部電流下降到零。

a) 硬開通 b) 硬關(guān)斷a) Hard turn-on b) Hard turn-off圖 1-1 硬開關(guān)狀態(tài)Fig.1-1 Hard switching開關(guān)技術(shù)是在原有電源電路的基礎(chǔ)上，采用外加的輔助電路或利用電路內(nèi)生參數(shù)，使電流或電壓處于諧振狀態(tài)，，使開關(guān)器件實現(xiàn)“零電壓開通”或”[20]。如圖 1-2 所示，零電壓開通指開關(guān)導通前其兩端電壓下降到零；零關(guān)斷開前其內(nèi)部電流下降到零。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG662

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 段宣祥;賀明智;張立偉;;移相全橋變換器占空比丟失問題的研究[J];電力電子技術(shù);2012年04期

2 張強;姚緒梁;張敬南;;大功率直流電源并聯(lián)運行的均流控制[J];電力電子技術(shù);2011年03期

3 高玉峰;胡旭杰;陳濤;范艷成;;開關(guān)電源模塊并聯(lián)均流系統(tǒng)的研究[J];電源技術(shù);2011年02期

4 胡廣清;;航天器CAN總線拓樸結(jié)構(gòu)比較和使用[J];信息技術(shù);2010年08期

5 王星云;王平;陳蓮華;;軟開關(guān)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的研究[J];裝備制造技術(shù);2008年10期

6 謝小高;張軍明;錢照明;;基于新型同步整流驅(qū)動方案的綠色電源[J];電工技術(shù)學報;2007年03期

7 胡雪蓮;王雷;陳新;;基于CAN總線的并聯(lián)DC/DC變換器數(shù)字均流技術(shù)[J];電力電子技術(shù);2007年03期

8 陳鐵軍;謝春萍;;PC機與RS485總線多機串行通信的軟硬件設(shè)計[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2007年05期

9 黃海宏;王海欣;張毅;;同步整流的基本原理[J];電氣電子教學學報;2007年01期

10 周鼎華;;鋁合金表面處理技術(shù)新進展[J];熱處理技術(shù)與裝備;2006年04期

相關(guān)會議論文 前1條

1 馬柯;李睿;徐德鴻;;CE端并聯(lián)電容對IGBT關(guān)斷損耗的影響[A];2008中國電工技術(shù)學會電力電子學會第十一屆學術(shù)年會論文摘要集[C];2008年

相關(guān)碩士學位論文 前9條

1 賴雁;鋁陽極氧化電源系統(tǒng)及其能耗分析研究[D];廣東工業(yè)大學;2015年

2 李治泳;大功率同步整流電路及其并聯(lián)技術(shù)研究[D];華南理工大學;2015年

3 孫運賓;低壓大電流電解電鍍高頻開關(guān)電源的研究[D];湖南大學;2013年

4 李金芝;10000A/15V移相全橋軟開關(guān)電解電源的研制[D];北京交通大學;2011年

5 曲鵬;電解鋁軟開關(guān)電源的設(shè)計研究[D];大連理工大學;2009年

6 孫筱琳;50V/50A移相全橋ZVS DC/DC變換器的設(shè)計[D];哈爾濱理工大學;2008年

7 吳玉強;高效同步整流buck DC/DC轉(zhuǎn)換器的研究與設(shè)計[D];西安電子科技大學;2008年

8 于東東;基于同步整流的全橋倍流整流電路的研究[D];燕山大學;2007年

9 安家菊;鋁合金陽極氧化快速成膜研究[D];西華大學;2006年

本文編號：2701971