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基于软开关和均流技术的电镀电源

作　者: 宁伟
导　师: 刘华毅
学　校: 大连理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 软开关 均流技术 同步整流 电镀电源
分类号: TN86
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 154次
引　用: 3次
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内容摘要


电镀电源是电镀行业的重大关键设备,电镀设备所需要的电源主要为低压大电流的大功率直流电源,功率通常在几kW到几十kW。传统的电镀电源通常采用晶闸管相控整流方式。其缺点是体积大、效率低、噪音高、输出纹波大、动态响应慢等。目前随着电力电子器件以及控制技术的发展,采用开关电源方式的电镀电源逐渐替代传统的电镀电源。开关式的电镀电源具有高效节能、重量轻、体积小等显著优点,因而具有广泛的应用前景。开关式电镀电源由于工作在高频状态下,开关损耗较大,因而引出了软开关技术。本文介绍了软开关技术的产生、原理以及发展。重点分析了全桥变换器的几种控制方法,最后介绍了本文所采用的ZVS下管调制法。低压大电流电源的输出整流使用功率二极管,其整流损耗过大,采用同步整流技术可显著降低输出侧的整流损耗。本文以ISL6752为主控制芯片,设计了一台输出12V/100A的直流电源。ISL6752共有六路输出脉冲,不仅可以实现初级侧的全桥ZVS,同时确保了次级的ZVS同步整流。软开关技术和同步整流技术的应用可大大提高电源的效率。同时设计了过流及过温保护电路。文中还对电源的各种并联均流技术进行了比较,选择了具有自主均流功能的最大电流法来实现多电源模块的并联系统。通过分析设计了以均流控制芯片UC3907为核心的均流控制电路,使电源模块具有并联功能,从而组成更大功率的电源系统。通过分析传统冗余电路的缺点,设计了新研究的冗余电路,保证了并联电源系统的可靠性。最后通过仿真及实验验证了电路设计和控制方案的正确性。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-13
  1.1 电镀电源的发展历史和现状  9
  1.2 电镀电源的发展趋势  9-11
  1.3 本文的研究意义  11
  1.4 本文的主要内容  11-13
2 软开关技术与ZVS全桥变换器  13-22
  2.1 软开关技术  13-15
    2.1.1 软开关技术的产生  13
    2.1.2 软开关技术的原理  13-14
    2.1.3 软开关技术的发展历程和现状  14-15
  2.2 ZVS全桥变换器  15-22
    2.2.1 全桥变换器的控制方式  15-17
    2.2.2 下管调制法全桥软开关的实现过程  17-22
3 电镀电源系统的硬件电路设计  22-42
  3.1 电镀电源的主要设计指标  22
  3.2 系统总体框图  22-23
  3.3 主电路结构设计  23-34
    3.3.1 输入整流滤波电路的设计  23-25
    3.3.2 全桥逆变电路的设计  25-27
    3.3.3 高频变压器的设计  27-29
    3.3.4 输出整流滤波电路的设计  29-34
  3.4 控制电路设计  34-42
    3.4.1 ISL6752应用电路设计  34-39
    3.4.2 驱动电路的设计  39-40
    3.4.3 保护电路的设计  40
    3.4.4 辅助电源  40-42
4 电源模块并联均流电路的设计  42-56
  4.1 并联均流的基本原理和基本要求  42-43
  4.2 常用的并联均流控制方案  43-47
    4.2.1 下垂法  43-44
    4.2.2 主从电源法  44
    4.2.3 自动均流法和最大电流法  44-45
    4.2.4 外部控制器法  45-46
    4.2.5 热应力自动均流法  46-47
  4.3 均流方案的选取  47
  4.4 并联均流电路的设计  47-50
    4.4.1 UC3907的基本原理、主要特点和引脚介绍  47-49
    4.4.2 均流控制电路的设计  49-50
    4.4.3 UC3907外围参数的选择  50
  4.5 冗余电路的设计  50-56
    4.5.1 传统冗余电源方案  51
    4.5.2 新的冗余电源方案  51-53
    4.5.3 冗余电路的设计  53-56
5 仿真及实验分析  56-63
  5.1 PSPICE仿真软件介绍  56
  5.2 仿真参数设置  56-57
  5.3 仿真结果及分析  57-62
  5.4 两模块并联运行的实验结果分析  62-63
结论  63-64
参考文献  64-66
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  66-67
致谢  67-69

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线电设备、电信设备 > 电源
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