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270W机站开关电源的研制
作 者: 刘金晶
导 师: 郭育华
学 校: 西南交通大学
专 业: 电力电子与电力传动
关键词: 开关电源 有源功率因数校正(APFC) 双管正激 均流
分类号: TN86
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要
当今现实生活中,手机通信成为人们生活和工作重要的组成,通讯设备通常分散布置,由机站电源供电,机站电源的性能影响到通讯系统的性能。机站电源高效率、高可靠和无污染是通讯系统发展的要求,也是机站电源的发展方向本文以270W模块机站电源为对象,以无污染和提高可靠性为目标,开展机站电源的研制工作。本文提出了功率因数校正(PFC)、双管正激和模块均流的技术方案,主要开展如下研究工作:为了减小电网的污染,前级交直变换采有源功率因数校正(APFC)。基于平均控制法,设计了前级有源功率因数校正电路,详细分析了电路的原理,对电路的元件以及Boost变换器的储能电感等都进行了计算,并对其建模仿真和实验,实验结果非常理想,达到了预期的效果。模块直直变换选择双管正激变换器拓扑结构,其具有开关电压应力低、抗桥臂直通的优点,因此其可靠性高。论文对双管正激电路的主电路和控制系统进行设计。对机站开关电源磁性元器件的选取进行了较深入的研究,设计了的高频变压器和储能电感。控制电路选用峰值电流型PWM控制芯片UC2845,对控制电路进行分析与优化,分析增加反馈补偿器前后对电路的影响,仿真验证设计的正确性。多模块均流可以采用N+1结构,减小电源的冗余量,提高可靠性。针对提高机站电源系统的可靠性,对所设计的电源模块进行了均流研究,均流环节选用基于最大电流均流法的芯片UC3902,分析并搭建外围电路,然后,应用PSIM软件对所设计的两个相同的270W机站开关电源进行均流仿真。最后,制作了实验电路板,调试样机,进一步验证理论设计的正确性。
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全文目录
摘要 5-6 Abstract 6-9 第1章 绪论 9-14 1.1 选题背景 9 1.2 开关电源的发展现状 9-12 1.2.1 机站开关电源存在的问题 9-10 1.2.2 高频开关电源技术介绍 10 1.2.3 几种典型开关电源特点的比较 10-11 1.2.4 DC/DC 变换器的并联技术 11-12 1.3 机站开关电源存在的问题及研究重点 12 1.3.1 机站开关电源存在的问题 12 1.3.2 机站开关电源研究的重点 12 1.4 本课题研究的内容 12-14 第2章 系统前级电路的设计 14-27 2.1 功率因数校正技术 14-19 2.1.1 功率因数的定义 15-16 2.1.2 功率因数与谐波的关系 16 2.1.3 Boost 变换器原理 16-18 2.1.4 APFC 的控制方法 18-19 2.2 APFC 电路设计 19-23 2.2.1 主电路设计 19-21 2.2.2 控制电路设计 21-23 2.3 APFC 电路的仿真及实验波形 23-26 2.3.1 仿真波形 23-24 2.3.2 实验相关波形 24-26 2.4 本章小结 26-27 第3章 系统主电路拓扑的设计 27-49 3.1 双管正激变换器基本原理 27-34 3.1.1 双管正激变换器基本原理分析 27-33 3.1.2 双管正激变换器占空比丢失分析 33-34 3.2 主电路的设计 34-40 3.2.1 主电路变压器的设计 34-38 3.2.2 主电路储能电感的设计 38-40 3.2.3 功率管的设计 40 3.3 控制电路参数的设计 40-45 3.4 系统仿真 45-48 3.4.1 空载时的仿真 45-46 3.4.2 半载时的仿真 46-47 3.4.3 满载时的仿真 47-48 3.5 本章小结 48-49 第4章 均流并联系统的设计 49-62 4.1 模块电源均流 49-51 4.1.1 模块电源均流的优点 50 4.1.2 现有均流控制方法 50-51 4.2 平均电流值自动均流法原理分析 51-52 4.3 最大均流法的均流原理分析 52-54 4.4 基于UC3902 的均流控制系统 54-57 4.4.1 UC3902 的技术特性 54-55 4.4.2 UC3902 外围电路 55-56 4.4.3 UC3902 外围元件的搭建 56-57 4.4.4 UC3902 外围元件参数的计算 57 4.5 系统均流仿真 57-61 4.5.1 静态负载均流仿真 58-60 4.5.2 动态负载均流仿真 60-61 4.5.3 结论 61 4.6 本章小结 61-62 结论 62-63 参考文献 63-66 致谢 66-67 附录 67-69 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果 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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