發(fā)布時間：2017-08-10 19:18

  本文關鍵詞：射頻電源三次諧波諧振控制技術的研究

  更多相關文章： 射頻電源 三次諧波諧振 鎖相環(huán) 系統(tǒng)仿真

【摘要】：隨著電力電子技術和半導體技術的發(fā)展,射頻電源的應用領域得到了推廣。為克服大功率電子管射頻電源體積大、效率低等缺點以及射頻功率管射頻電源價格昂貴的缺點,本文選用普通MOSFET器件作為固態(tài)射頻電源的功率器件,采用全橋逆變器與三次諧波諧振電路的拓撲結構,設計出了2 MHz/2 kW的固態(tài)射頻電源,滿足大功率輸出和小型化的要求。本文提出了三次諧波諧振電路的控制方式,改善普通MOSFET器件的開關速度和開關損耗,使其適用于更高的工作頻率。其主要內(nèi)容如下:首先,闡述固態(tài)射頻電源拓撲結構,對全橋式串聯(lián)諧振固態(tài)射頻電源的工作原理進行簡要介紹,分析其工作狀態(tài)和串聯(lián)諧振元件參數(shù)的設計以及開關管死區(qū)設置。根據(jù)固態(tài)射頻電源的拓撲結構,提出了全橋式三次諧波諧振控制策略,以改善開關管的工作狀態(tài),并對三次諧波諧振電路控制原理進行分析。其次,介紹全橋式三次諧波諧振固態(tài)射頻電源的整機方案和工作原理,對該固態(tài)射頻電源主電路的工作原理進行分析及主電路各元件參數(shù)的設計。具體闡述了輔助及驅(qū)動電源、隔離驅(qū)動電路和鎖相環(huán)控制電路等的設計。再次,利用ORCAD PSPICE仿真平臺建立全橋式固態(tài)射頻電源主電路系統(tǒng),設置電路參數(shù),分別對未接入三次諧波諧振電路的射頻電源和接入三次諧波諧振電路的射頻電源進行對比仿真分析。再對全橋式三次諧波諧振固態(tài)射頻電源進行試驗驗證,對其鎖相環(huán)控制電路和系統(tǒng)試驗結果進行分析。仿真實驗表明:橋式三次諧波諧振固態(tài)射頻電源確實改善了普通MOSFET的開關性能(其漏源電壓Vds上升或下降時間由44 ns減少至24 ns),有利于普通MOSFET器件工作于更高的頻率,同時降低了開關管的開關損耗;但是其輸出功率因數(shù)由0.96降低至0.9。最后,對比分析普通MOSFET和RF MOSFET的特性,并對射頻電源設計中的電磁干擾和處理措施,以及該射頻電源的PCB布局布線進行總結。本文通過對2 MHz/2 kW固態(tài)射頻電源的研究,完成了全橋式三次諧波諧振固態(tài)射頻電源的理論分析、系統(tǒng)仿真和硬件電路設計,希望對高功率固態(tài)射頻電源的研制做出有意義的探索。
【關鍵詞】：射頻電源 三次諧波諧振 鎖相環(huán) 系統(tǒng)仿真
【學位授予單位】：南華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN86;TN386
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 課題研究背景和意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 射頻電源的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 射頻電源控制技術發(fā)展13-14
• 1.2.3 射頻電源功率控制方式14-16
• 1.3 本文主要研究工作16-19
• 第2章 射頻電源拓撲結構分析19-35
• 2.1 射頻電源工作原理19-20
• 2.2 全橋串聯(lián)諧振逆變器工作原理分析20-31
• 2.2.1 串聯(lián)諧振原理20-23
• 2.2.2 全橋串聯(lián)諧振逆變器工作原理23-25
• 2.2.3 全橋串聯(lián)諧振逆變器工作狀態(tài)分析25-27
• 2.2.4 全橋式串聯(lián)諧振逆變器基本設計分析27-29
• 2.2.5 死區(qū)時間29-31
• 2.3 三次諧波諧振原理31-33
• 2.4 本章小結33-35
• 第3章 三次諧波諧振固態(tài)射頻電源設計35-49
• 3.1 三次諧波諧振固態(tài)射頻電源整機方案35
• 3.2 主電路設計35-42
• 3.2.1 系統(tǒng)主電路工作原理35-36
• 3.2.2 主電路元件參數(shù)設計36-42
• 3.3 控制電路部分設計42-47
• 3.3.1 鎖相電路設計42-45
• 3.3.2 控制及驅(qū)動電路設計45-46
• 3.3.3 輔助及驅(qū)動電源設計46-47
• 3.4 本章小結47-49
• 第4章 仿真結果49-63
• 4.1 系統(tǒng)主電路仿真及結果分析49-59
• 4.2 控制電路試驗結果分析59-61
• 4.2.1 鎖相控制電路測試59-61
• 4.2.2 隔離驅(qū)動電路測試61
• 4.3 本章小結61-63
• 第5章 射頻電源設計理論總結分析63-71
• 5.1 普通MOSFET與RF MOSFET比較分析63-67
• 5.2 射頻電源設計器件選擇考量67-69
• 5.3 固態(tài)射頻電源PCB設計總結69
• 5.4 抑制噪聲和干擾的措施69-70
• 5.5 本章小結70-71
• 第6章 總結與展望71-73
• 6.1 總結71-72
• 6.2 展望72-73
• 參考文獻73-79
• 攻讀碩士學位期間的科研成果79-80
• 致謝80

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐文遠,張大海;基于模態(tài)分析的諧波諧振評估方法[J];中國電機工程學報;2005年22期

2 徐志強;李冰;周田華;張海波;;基于模態(tài)分析的運動負荷牽引電網(wǎng)諧波諧振分析[J];電力系統(tǒng)保護與控制;2010年19期

3 仰彩霞;劉開培;王東旭;李建奇;鄭雪;;利用實矩陣的諧波諧振評估及其靈敏度分析[J];高電壓技術;2011年02期

4 仰彩霞;劉開培;李建奇;鄭雪;王東旭;;諧波諧振模態(tài)靈敏度分析[J];電工技術學報;2011年S1期

5 郭家驥;任桂英;;電容式電壓互感器次諧波諧振分析的研究[J];現(xiàn)代電力;1993年02期

6 董國震;和敬涵;;電力系統(tǒng)局部電路諧波諧振產(chǎn)生原因分析及對策[J];繼電器;2007年01期

7 仰彩霞;劉開培;王東旭;;基于回路模態(tài)分析法的串聯(lián)諧波諧振評估[J];高電壓技術;2008年11期

8 帥智康;肖凡;涂春鳴;沈征;尹新;;寬頻域諧波諧振劣化機理及其抑制措施[J];電工技術學報;2013年12期

9 陳海需;楊文煥;李榮高;;電纜分布電容引起的港口供配電系統(tǒng)諧波諧振分析[J];電力科學與工程;2014年01期

10 周輝;吳耀武;婁素華;熊信艮;;基于模態(tài)分析和虛擬支路法的串聯(lián)諧波諧振分析[J];中國電機工程學報;2007年28期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 仰彩霞;基于模態(tài)分析法的電力系統(tǒng)諧波諧振問題研究及其靈敏度分析[D];武漢大學;2010年

2 崔恒斌;高速鐵路高頻諧波諧振分析與抑制[D];西南交通大學;2015年

3 程改紅;交直流電力系統(tǒng)恢復控制策略研究[D];浙江大學;2006年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 左海彪;射頻電源三次諧波諧振控制技術的研究[D];南華大學;2016年

2 謝婷;基于模態(tài)分析法的電網(wǎng)諧波諧振研究[D];西南交通大學;2008年

3 師立濤;電力系統(tǒng)諧波諧振及防治措施的研究[D];天津大學;2010年

4 常海青;局域電網(wǎng)諧波諧振特性分析及仿真軟件研制[D];西安理工大學;2003年

5 郭繼紅;變電站電流諧振分析和抑制方法的研究[D];華北電力大學（河北）;2005年

，

本文編號：652224