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小型脉冲强磁场装置电源的研究与实现

作 者: 易春回
导 师: 彭涛
学 校: 华中科技大学
专 业: 电力系统及其自动化
关键词: 充电电源 储能电容器 串联谐振 零电流开关
分类号: TM910.6
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 3次
引 用: 0次
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内容摘要


电容型脉冲电源是小型脉冲强磁场装置主要供电方式之一,而充电电源是电容器实现快速充电的关键。高频串联谐振充电电源由于具有恒流充电特性和抗负载短路能力强等优点,非常适合用于本装置的充电电源。本文介绍了小型脉冲强磁场装置充电电源的研究过程。首先,研究了电流断续模式下的充电特性。当电路工作在电流断续模式下时,开关管可以实现零电流开通与关断,可以减小开关损耗。其次,分析了控制电路的组成,确定所需元器件的参数,完成了整个装置的参数设计,利用Pspice软件对串联谐振电路进行了仿真,验证理论分析和参数设计的正确性。同时,通过设置使预设充电电压处在充电的非线性阶段,可以提高整个装置精度和可靠性。最后,使用充电电源样机对2mF的储能电容器进行充电,在12s内电压充到了3000V,达到了充电要求,并且充电的重复性较好,实现了预期的基本功能。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-12
  1.1 课题简介  8
  1.2 课题研究的意义  8-9
  1.3 课题的国内外现状  9-11
    1.3.1 电容器充电技术的发展  9
    1.3.2 国内外串联谐振充电电源的研究与现状  9-11
  1.4 本文主要内容  11-12
2 装置充电电源的理论分析  12-28
  2.1 引言  12
  2.2 储能装置的选择  12
  2.3 充电技术的选择  12-25
    2.3.1 串联谐振逆变电路  15-16
    2.3.2 串联谐振逆变电路的三种工作模式  16-17
    2.3.3 电流断续模式下的串联谐振逆变电路  17-25
  2.4 充电特性分析  25-27
  2.5 小结  27-28
3 装置参数设计  28-38
  3.1 引言  28
  3.2 主电路设计  28-32
    3.2.1 整流二极管的选择  29
    3.2.2 软启动电路的设计  29-30
    3.2.3 滤波电路的设计  30-31
    3.2.4 逆变桥 IGBT 的选择  31
    3.2.5 高频变压器的选择  31-32
    3.2.6 谐振电路的设计  32
  3.3 控制电路设计  32-36
    3.3.1 电压检测电路  33-34
    3.3.2 缓冲电路设计  34-35
    3.3.3 串口通讯电路  35
    3.3.4 IGBT 驱动器  35-36
  3.4 高压侧电路设计  36-37
  3.5 小结  37-38
4 电路仿真与软件设计  38-44
  4.1 引言  38
  4.2 电路仿真  38-40
  4.3 操作界面设计  40-42
  4.4 PWM 控制下的软件流程  42-43
  4.5 小结  43-44
5 实验结果与分析  44-54
  5.1 引言  44
  5.2 PWM 与驱动电压波形  44-45
  5.3 IGBT 上下桥臂电压与驱动电压波形  45-47
  5.4 谐振电流与 IGBT 驱动电压波形  47-48
  5.5 充电电压波形  48-53
  5.6 小结  53-54
6 全文总结  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-59

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术(直接发电) > 一般性问题 > 充电方式、充电设备
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