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横机系统的开关电源关键技术研究

作　者: 邹贤
导　师: 赵新龙
学　校: 浙江理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 开关电源反激式变换器正激式变换器连续模式断续模式损耗共直流母线
分类号: TM46
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

随着电力电子技术的发展以及高性能的功率开关管和集成化芯片的出现，更小损耗、更低成本、更高效率的开关电源正广泛应用于通信、航天、家电等领域。在横机系统领域，其开关电源性能指标不同，采用的拓扑结构和工作模式也不同。本课题主要考虑从减少开关电源损耗与体积，降低成本和保证效率出发，研究横机系统的开关电源关键技术，对开关电源设计具有重要意义。本文针对横机系统的开关电源，研究了开关电源基本理论与应用特点，设计了基于断续模式的多路输出横机伺服驱动器的开关电源和基于共直流母线式横机选针系统的多种拓扑输出开关电源。主要内容如下：（1）介绍反激式变换器与正激式变换器的基本原理与应用特点，探讨了它们的优缺点。（2）针对横机伺服驱动器的开关电源，通过理论计算，分析了现有基于连续模式的多路输出横机伺服驱动器的开关电源损耗，设计了基于断续模式的多路输出横机伺服驱动器的开关电源，完成了输入电路、反激式变换器电路、输出电路、控制电路等硬件设计，具有输出电压稳定、高效率等优点。（3）针对横机选针系统的开关电源，改进现有横机选针系统采用的四路独立输出开关电源，通过对共直流母线式开关电源设计方案原理的分析，设计了基于共直流母线式横机选针系统的多种拓扑输出开关电源，完成了开关电源的主回路电路、+13V辅助输出、四路输出等硬件设计，具有成本低和体积小的优点。（4）制作了上述横机系统的开关电源样机，并进行测试。测试结果显示：横机伺服驱动器的开关电源输出电压精度均在97%以上，输出稳定，纹波小，效率高；横机选针系统的开关电源纹波和噪声控制在2%以内，输出稳定，带载能力强，并在横机系统中得到应用。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第一章绪论  11-15
  1.1 研究背景及意义  11-13
  1.2 开关电源发展现状  13
  1.3 论文的主要内容与章节安排  13-15
第二章开关电源基本理论介绍与应用特点分析  15-18
  2.1 反激式变换器  15
  2.2 正激式变换器  15-17
  2.3 本章小结  17-18
第三章基于断续模式的多路输出横机伺服驱动器的开关电源设计  18-35
  3.1 工作模式改进及损耗分析  18-20
  3.2 硬件设计与测试分析  20-34
    3.2.1 输入电路  21-23
    3.2.2 反激式变换器  23-26
    3.2.3 RCD 钳位电路  26-27
    3.2.4 控制电路  27-28
    3.2.5 整流滤波电路  28-30
    3.2.6 测试分析  30-34
  3.3 本章小结  34-35
第四章基于共直流母线式横机选针系统的多种拓扑输出开关电源设计  35-61
  4.1 共直流母线式开关电源设计方案提出  35-37
  4.2 硬件设计与测试分析  37-60
    4.2.1 共直流母线式主回路  37-38
    4.2.2 +13V 辅助输出电路  38-43
    4.2.3 +24V 输出电路  43-50
    4.2.4 +12V 输出电路  50-54
    4.2.5 +5V 输出电路  54-58
    4.2.6 测试分析  58-60
  4.3 本章小结  60-61
第五章总结与展望  61-62
  5.1 总结  61
  5.2 展望  61-62
参考文献  62-65
附录 A——基于断续模式的多路输出横机伺服驱动器的开关电源原理图、PCB  65-66
附录 B——基于共直流母线式横机选针系统的多种拓扑输出开关电源原理图、PCB  66-70
作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目  70-71
致谢  71

横机系统的开关电源关键技术研究

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