高频高压大功率电除尘电源优化设计

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目高频高压大功率电除尘电源优化设计作者姓名邢文彦学位类别工程硕士指导教师顾和荣教授2015年5月中图分类号：TM46学校代码：10216UDC：621.3密级：公开工程硕士学位论文（工程设计型）高频高压大功率电除尘电源优化设计硕士研究生：邢文彦导师：顾和荣教授副导师：杨志云高级工程师申请学位：工程硕士工程领域：电气工程所在单位：电气工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：燕山大学-I-ADissertationinElectricalEngineeringOPTIMALDESIGNFOR

2、HIGH-FREQUENCYHIGH-VOLTAGEANDHIGH-POWERELECTROSTATICPRECIPITATORSPOWERSUPPLIESbyXingWenyanSupervisor:ProfessorGuHerongYanshanUniversityMay,2015-II-燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《高频高压大功率电除尘电源优化设计》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要

3、贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《高频高压大功率电除尘电源优化设计》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位

4、论文属于不保密□。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日-III-摘要LCC串并联谐振变换器(LCC-SPRC)将变压器的漏感和分布电容分别计入谐振电感和并联谐振电容，弱化了变压器寄生参数对电路的不利影响，适用于负载侧呈容性的电除尘器(ESP)电源等高频高压大功率场合。LCC-SPRC在电感电流连续模式下虽然能够实现零电压开通(ZVS)，但是低压大电流运行时关断电流大、开关损耗大。另一个缺点是轻载时需要较高的开关频率，大范围频率变化给磁性元件的设计带来困难。本文介绍了一种新颖的变频移相控制(VF-PScontrol

5、)方法，在通过占空比调节输出功率的同时，自动调节开关频率，实现一个桥臂零电流开关(ZCS)。该方法结合了移相(PS)控制和变频(VF)控制的优点，不仅缩小了开关频率的变化范围，并且有效减小了变换器在低输出功率运行时的开关损耗，提高了电源效率。工程应用中通常采用的试凑法进行控制器设计时，理论指导性不强，且耗费大量时间。本文采用广义平均法建立了VF-PS控制方法下LCC-SPRC的五阶小信号模型，在此基础上进行了控制器设计，设计方法具有较强的理论指导价值；同时，应用基波近似法建立了VF-PS控制方法下变换器的稳态数学模型，并据此进行了电路特性分析，实现了

6、参数优化设计。研究探讨了一种开关管损耗计算模型设计方法，应用半导体器件产品手册中提供的相关数据，设计了开关管损耗计算模型，无需对功率管建模，计算简单，且精确度高。设计制作了基于F28335控制的1kVA电除尘电源实验平台。完成了VF-PS控制可行性实验验证，实验结果表明，文中所研究的VF-PS控制方法能够实现ZVS和ZCS。完成了新颖的VF-PS控制和传统VF控制方法下恒定负载调压实验和变负载调压实验，实验结果表明，VF-PS控制具有良好的调压特性。对建立的开关管损耗计算模型进行了实验验证，表明模型具有较高的精确度；将VF-PS控制和传统VF控制进行

7、了损耗对比实验，表明VF-PS控制有效降低了开关管的开关损耗和通态损耗。关键词：高压电除尘电源；LCC谐振变换器；变频移相控制；参数优化设计；损耗计算模型-IV-燕山大学工程硕士学位论文AbstractForLCCseries-parallelresonantconverter(LCC-SPRC),theleakageinductanceandthewindingcapacitanceoftransformercanbeusedaspartsofseriesresonantinductorandparallelresonantcapacitor,wh

8、ichcanweakentheunfavorableeffectsofparasiticparameters