基于lc谐振充电和pos功率脉冲电源的研究

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1、国内图书分类号：TM836国际图书分类号：621.3工学硕士学位论文基于LC谐振充电和POS的功率脉冲电源研究硕士研究生：刘璐导师：王晓明教授申请学位：工学硕士学科、专业：电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2008年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM836U.D.C.:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONLCRESONANCECHARGEANDPOSBASEDPULSEDPOWERSUPPLYCan

2、didate：LiuLuSupervisor：Prof.WangXiaomingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ElectricalEngineeringSchoolofElectricalEngineeringAffiliation：andAutomationDateofDefence：June,2008Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位

3、论文摘要随着现代电力电子技术和多学科交叉应用研究的发展，电感储能式高功率脉冲技术不再局限于高能物理、国防、核工业等应用领域，正在迅速渗透并推进新兴工业的创新和发展，在提高重复频率、输出脉冲功率和系统效率的前提下，研究还致力于产品的紧凑一体化和减少开发及制造成本。在此背景下，本文开展对基于POS的电感储能功率脉冲电源的研究。首先对电感储能式功率脉冲电源关键技术的研究现状和发展进行评述。在阐明外加磁场POS工作原理之后，对基于POS的电感储能功率脉冲电源等效电路的充放电过程进行了理论分析，通过MATLAB仿真研究了等效电路

4、储能元件参数对电感储能特性的影响，进行了面向工业化应用POS的结构设计。结合高频谐振变换器的工作原理对其电路谐振参数进行了计算，通过PSPICE仿真对比说明了谐振充电器的恒流特性及储能电容充电的工作采用LC方式比LCC更有利的原因，并进一步研究了在谐振参数一定的情况下，合理的变压器激磁参数设计在提高功率脉冲电源重复工作频率和系统效率方面的作用。根据对功率脉冲电源的高综合性能要求，提出和设计了一种基于LC谐振充电和POS的一体化功率脉冲电源系统，并对系统控制时序和整个电源的工作和脉冲输出特性进行了仿真分析。硬件设计方面，

5、着重对主电路电力电子器件和驱动及磁性元件参数进行计算，设计了以dsPIC30F4012单片机为核心的控制电路。软件设计方面，给出了具体的控制方案和程序流程软件设计。最后，对样机的调试和实验进行了说明，包括装置的结构、调试的步骤及实验结果分析。本文所设计的功率脉冲电源为进一步对外加磁场POS的设计实验和断路特性的研究提供了平台，并在基于POS的功率脉冲电源的工业化应用方向上进行了有益的尝试。关键词功率脉冲；电感储能；等离子体断路开关；谐振充电；重复频率-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththede

6、velopmentofmodernpowerelectronicstechnologyandmulti-disciplinarycross-application,inductiveenergystorage(IES)highpulsedpowertechnologyhasnolongerbeenrestrictedinthehigh-energyphysics,nationaldefense,nuclearindustryandsomeotherrelatedfields.Itleadstogreatinnovati

7、onandfastdevelopmentoftherisingindustry.Besidestoimprovetherepetitivefrequency,outputpowerandefficiency,itstillneedstorealizethecompactintegrativeproductionandlowcost.Underthebackground,studyonplasmaopeningswitch(POS)basedIESpulsedpowersupplyisproposedinthispape

8、r.RecentresearchdevelopmentofthekeytechniqueofIESpulsedpowersupplyissummarized.AfterillustratingtheprincipleofPOSwithexternalmagneticfield,chargeanddischargeequivalen