本文關(guān)鍵詞：用于電流變體驅(qū)動的高壓電源設(shè)計與研究

  更多相關(guān)文章： 電流變體 高壓電源 DSP 仿真和調(diào)試

【摘要】：電流變體具有良好的力電特性,且控制方式簡單,只需改變施加在電流變體上的電壓的值,便可實現(xiàn)對電流變效應的控制,在許多領(lǐng)域具有潛在廣泛的應用前景。隨著研究的進步,電流變技術(shù)引起了越來越多的關(guān)注,目前出現(xiàn)了性能較好的電流變體,如巨電流變體,電流變彈性體等。巨電流變體的屈服強度達到了200KPa,且剪切強度與控制電場在某種條件下成線性關(guān)系,使其在實際應用上成為了可能。在電流變體的實驗、應用,以及與其它智能元件相配合所形成的智能控制方面,需要一個具有寬范圍精確可調(diào)的高壓電源,以及能夠根據(jù)外部的感應信號輸出對應的電壓,因此研究可靠穩(wěn)定的高壓電源成為急需解決的問題。本文首先回顧了電流變高壓電源領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀,通過分析電流變體的等效電路模型和負載特性,總結(jié)了應用于電流變技術(shù)的高壓電源所具備的特點。根據(jù)實際情況,選擇了數(shù)字信號處理器(DSP)作為微控制器,實現(xiàn)高壓電源小型化、數(shù)字化和智能化,然后分析了應用在電流變體驅(qū)動的高壓電源中的關(guān)鍵技術(shù),提出了一種適合于較大負載條件下的電流變用高壓電源的設(shè)計方案,并對軟硬件進行詳細的設(shè)計。其中硬件電路主要包括了整流濾波、直流斬波、半橋逆變升壓整流、高頻高壓變壓器以及檢測和保護電路等,設(shè)計了一款用于半橋逆變電路的高頻高壓變壓器；軟件設(shè)計主要功能是根據(jù)輸出電壓的大小實時改變脈沖寬度調(diào)制(PWM)波的占空比,從而實現(xiàn)穩(wěn)壓的作用。包括了采樣、增量式PID控制、PWM波的輸出,以及中斷等。為了減少損耗和減少電源的體積,設(shè)計中采用了開關(guān)控制技術(shù)和軟開關(guān)技術(shù),并選擇了一種較為成熟和可靠性較高的半橋串并聯(lián)諧振倍壓變換作為軟開關(guān),在對其工作原理進行詳細分析的基礎(chǔ)上進行了具體參數(shù)設(shè)計,并利用Matlab軟件進行了仿真,仿真結(jié)果表明,在諧振的作用下,開關(guān)管在開通時的電壓為0,實現(xiàn)了零電壓開通。利用Prote199se生成了電路板,對帶強電和數(shù)電的電路板的布線和抗干擾措施進行了介紹。利用Matlab/Simulink電力電子仿真模塊對主電路進行了閉環(huán)仿真,驗證了參數(shù)設(shè)計的合理性,并對串并聯(lián)諧振和整流的參數(shù)進行了優(yōu)化,通過閉環(huán)反饋,電源系統(tǒng)得到了更快的響應。然后參考計算值和仿真結(jié)果,搭建了硬件電路,并對其進行了軟硬件的調(diào)試。在調(diào)試的過程中,通過模塊化測試,最后再整體進行調(diào)試。實驗結(jié)果表明,仿真、實驗和計算結(jié)果基本一致,參數(shù)設(shè)計基本合理。通過改變軟件編程中電壓的設(shè)定值,輸出電壓具有較好的可控性,實現(xiàn)了1-10KV的輸出。經(jīng)過實驗,該電路具有良好的過流保護性能。
【關(guān)鍵詞】：電流變體 高壓電源 DSP 仿真和調(diào)試
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN86
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 課題的研究背景及意義9-11
• 1.2 用于電流變技術(shù)的高壓電源國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 高壓直流電源發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)13-16
• 1.4 論文的主要內(nèi)容16-18
• 2 智能組合柔性壁面表層的設(shè)計18-23
• 2.1 PVDF壓電薄膜傳感器陣列的制作18-19
• 2.2 PVDF壓電薄膜傳感器陣列的前期測試19-22
• 2.3 本章小結(jié)22-23
• 3 電源總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及工作原理分析23-33
• 3.1 電源的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計23-25
• 3.2 Buck電路的工作原理25-27
• 3.3 半橋逆變電路的工作原理27-28
• 3.4 半橋串并聯(lián)諧振倍壓變換器28-32
• 3.4.1 串并聯(lián)諧振倍壓變換原理28-29
• 3.4.2 變換器的工作狀態(tài)分析29-32
• 3.5 本章小結(jié)32-33
• 4 高壓直流電源硬件電路設(shè)計33-51
• 4.1 輸入濾波整流電路設(shè)計33-36
• 4.1.1 EMI濾波電路33-34
• 4.1.2 單相整流濾波電路設(shè)計34-36
• 4.3 半橋逆變電路的元件選擇36-37
• 4.4 串并聯(lián)諧振參數(shù)設(shè)計37-40
• 4.5 高頻變壓器設(shè)計40-44
• 4.5.1 磁芯的選擇和計算42-43
• 4.5.2 初次級匝數(shù)和線徑的計算43-44
• 4.6 倍壓整流電路設(shè)計44-45
• 4.7 開關(guān)管驅(qū)動電路45-46
• 4.8 電壓采樣電路46-47
• 4.9 過流保護電路47-48
• 4.10 輔助電壓電源設(shè)計48-49
• 4.11 PCB布線的要求49
• 4.12 本章小結(jié)49-51
• 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計51-56
• 5.1 增量式PID控制算法的應用51-52
• 5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計52-55
• 5.3 本章小結(jié)55-56
• 6 系統(tǒng)仿真與實驗驗證56-65
• 6.1 主電路閉環(huán)仿真分析56-61
• 6.2 電路實驗結(jié)果61-64
• 6.3 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-67
• 參考文獻67-70
• 附錄A 電源系統(tǒng)原理圖70-71
• 附錄B Matlab仿真電路圖71-72
• 附錄C 部分源程序72-77
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況77-78
• 致謝78-30

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 Spencer Chin;適應今日測試需要的臺式及高壓電源[J];今日電子;2000年09期

2 王珩,臧英新;標準隨機臺高壓電源的設(shè)計實現(xiàn)[J];計算機與數(shù)字工程;1997年06期

3 王斌;一種新型數(shù)控高壓電源[J];世界產(chǎn)品與技術(shù);2000年06期

4 齊軍;系列一體化高壓電源模塊[J];家用電器;2001年10期

5 胡寧;;脈沖負載下高壓電源的特種保護[J];雷達與對抗;2007年01期

6 李杰;宮傳;李國鋒;吳彥;;一種高頻高壓電源研制[J];河北大學學報(自然科學版);2007年S1期

7 Alfredo H Saab;Tina Alikahi;;具有單一集成電路特性的小巧、簡便、高壓電源[J];電子設(shè)計技術(shù);2008年09期

8 劉玉云;馬惠;;微波功率模塊高壓電源的設(shè)計[J];現(xiàn)代雷達;2011年04期

9 陳振生;劉伯強;殷淑霞;祁爽;;一種復合調(diào)整型精密高壓電源[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2011年24期

10 雷歡;;高壓電源的研究與分析[J];電源技術(shù)應用;2011年09期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;微型高壓電源[A];第7屆全國核電子學與核探測技術(shù)學術(shù)年會論文集（二）[C];1994年

2 謝友金;;論靜電除塵器三相高壓電源與其他電源的技術(shù)特點[A];第十二屆中國電除塵學術(shù)會議論文集[C];2007年

3 龔培榮;李紀明;劉平;肖龍笙;;可快速關(guān)斷的高壓電源[A];全國第五屆核儀器及其應用學術(shù)會議論文集[C];2005年

4 胡長華;史文靜;;應用于電流變技術(shù)的可控高壓電源[A];北京力學學會第12屆學術(shù)年會論文摘要集[C];2006年

5 王家槲;;電鏡用200kV高穩(wěn)定度高壓電源[A];第六次全國電子顯微學會議論文摘要集[C];1990年

6 王愛華;;高功率高頻高壓電源的設(shè)計[A];第十二屆中國電除塵學術(shù)會議論文集[C];2007年

7 馬驂;;小體積高壓電源的固體封裝技術(shù)[A];中國電子學會化學工藝專業(yè)委員會第五屆年會論文集[C];2000年

8 魏文深;;電除塵用調(diào)幅高頻高壓電源的研制[A];中國硅酸鹽學會環(huán)保學術(shù)年會論文集[C];2009年

9 楊家偉;李延國;陸柱國;吳枚;;高性能球載高壓電源[A];空間探測的今天和未來——中國空間科學學會空間探測專業(yè)委員會第七次學術(shù)會議論文集（下冊）[C];1994年

10 張靖楠;;硅凝膠灌注高壓電源工藝研制及應用[A];中國電子學會化學工藝專業(yè)委員會第五屆年會論文集[C];2000年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 鄭有清;永平銅礦選廠熒光班高壓電源改造成功[N];中國有色金屬報;2007年

2 廣西 龐邦藝;自制教學用高壓電源[N];電子報;2004年

3 河南 齊軍;0～10萬伏系列內(nèi)置高壓電源的應用[N];電子報;2002年

4 黃共鈿 DigiTimes 專稿;瀚荃Inverter高壓電源連接器出貨旺[N];電子資訊時報;2006年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 馬少翔;100kV PSM高壓電源相關(guān)技術(shù)研究和系統(tǒng)實現(xiàn)[D];華中科技大學;2015年

2 夏令龍;托卡馬克輔助加熱系統(tǒng)高壓電源若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學;2015年

3 楊磊;絕緣芯變壓器型高壓電源技術(shù)研究[D];華中科技大學;2015年

4 李卓函;高效電除塵器高壓電源設(shè)計及節(jié)能優(yōu)化控制[D];大連理工大學;2014年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙薇;航天用高壓電源測試性設(shè)計分析與故障診斷[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

2 鄭援;靜電消除器用小型化高壓電源的研究與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2015年

3 李成;高壓電源溫度場的仿真分析與檢測實現(xiàn)[D];電子科技大學;2014年

4 王佳;基于數(shù)字控制的高頻高壓電源[D];西安電子科技大學;2014年

5 王聰;基于Isight的高壓電源全壽命周期穩(wěn)健設(shè)計研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

6 楊嘹嘹;高壓電源校準系統(tǒng)研究[D];華北電力大學(北京);2015年

7 蘇云司;基于ARM的單細胞分析儀高壓電源的程控電壓系統(tǒng)設(shè)計[D];廣西師范大學;2016年

8 張德卿;輕型高頻高壓電源的研制及其電纜故障測距研究[D];重慶大學;2016年

9 李桂磊;用于電流變體驅(qū)動的高壓電源設(shè)計與研究[D];大連理工大學;2015年

10 宮傳;一種高頻高壓電源的研制[D];大連理工大學;2008年

，

本文編號：706767