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串联谐振式高压电容器充电电源研究

作　者: 王胜
导　师: 于克训
学　校: 华中科技大学
专　业: 电机与电器
关键词: 串联谐振充电电源恒流充电高频变压器 MC33066
分类号: TM53
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 53次
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内容摘要

电容器快速充放电是脉冲功率系统获得脉冲源的主要方式之一,而电容器充电电源是电容快速充电的关键。串联谐振恒流电容器充电电源具有充电电流恒定,抗负载短路能力强等优点,非常适合给高压脉冲电容器充电。本论文介绍了串联谐振式高压电容器充电电源的研制。通过对工作于不连续电流模式的串联谐振电容器充电电源稳态工作过程的数学分析,得出了谐振电流、谐振电容电压、等效充电电容充电电压和充电电流、平均充电电流的变化规律及峰值特性,证明了串联谐振电源具有固有的恒流充电特性,并且还计算出了恒流特性发生变化的时刻以及该时刻对应的负载电容电压。通过仿真计算,验证了理论分析的正确性。本论文给出了工作在电流不连续方式下的充电电源主电路参数的详细设计。同时针对充电电源的应用环境,本论文还设计了以MC33066为核心的控制电路,提供了符合要求的驱动脉冲,并实现了对满充保护信号、驱动过流信号的快速响应;设计了显示电路,实现了充电电压的实时显示;设计了缓上电电路,实现了上电初期对浪涌冲击电流的限制;设计了光电隔离传输电路,实现了控制电路地和负载电容地的隔离以及充电电压测量信号的快速、准确的传输;最后介绍了充电电源输出端的放电反压保护电路,能够避免负载电容出现反压对充电电源高压整流硅堆造成浪涌冲击,有效保护电源。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-15
  1.1 课题背景和意义  8-9
  1.2 国内外研究情况综述  9-13
  1.3 本文的主要研究内容  13-15
2 串联谐振式恒流充电电源原理  15-34
  2.1 串联谐振充电电源的结构  15-16
  2.2 SRCCPS 的三种工作模式  16-18
  2.3 SRCCPS 工作在DCM 模式下的稳态分析  18-28
  2.4 DCM 模式下稳态分析的实际应用  28-33
  2.5 本章小结  33-34
3 串联谐振式恒流充电电源仿真分析  34-41
  3.1 验证串联谐振相关原理分析的仿真  34-37
  3.2 高频变压器的仿真分析  37-40
  3.3 本章小结  40-41
4 串联谐振充电电源主电路设计  41-49
  4.1 充电电源的主要性能指标  41
  4.2 充电电源系统结构图  41-42
  4.3 高频变压器的设计  42-44
  4.4 LC 谐振参数的选取  44-46
  4.5 三相不控整流器件选取  46
  4.6 高频逆变电路设计  46-47
  4.7 输入滤波电容的选取  47-48
  4.8 输出高压整流器件选取  48
  4.9 本章小结  48-49
5 充电电源的控制与保护  49-63
  5.1 主控芯片MC33066 的电气特性及外围电路设计  49-53
  5.2 缓上电电路  53
  5.3 IGBT 驱动电路的设计  53-56
  5.4 充电电压测量、隔离与传输  56-58
  5.5 充电电压显示电路的介绍  58-60
  5.6 满充保护  60-61
  5.7 电源输出端的放电反压保护  61-62
  5.8 本章小结  62-63
6 全文总结和展望  63-65
  6.1 本文主要完成的工作  63
  6.2 后续研究工作展望  63-65
致谢  65-66
参考文献  66-69

串联谐振式高压电容器充电电源研究

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