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1、基于BuckChopper电路多相多重拓扑结构的直流稳流电源的设计与实现2009年电气传动自动化ELECTRICDRIVEAUTOMATIONVol.31,No.22009,31(2)：26〜30文章编号：1005—7277(2009)02—0026—05基于BuckChopper电路多相多重拓扑结构的直流稳流电源的设计与实现党怀东1,王有云1,康英2(1.天水电气传动研究所有限责任公司,甘肃天水741028;2•匹j安利雅得电气自动化有限公司，陕西西安710075)摘要：针对离子加速器系统中小电感磁铁对高精度、低纹波
2、电源的严格要求，提出了一种基于BuckChopper电路多相多重化的拓扑结构，对其工作原理进行了深入分析，并完成了装置设计，最后对调试结果做了分析说明。关键词：小电感；高精度；低纹波；多相多重中图分类号：TL503.5文献标识码：ADesignandaccomplishmentofDCstabilizedcurrentsupplybasedonBuckChoppercircuitswithmultiphaseandmultipletopologyconfigurationDANGHuai-dongl,WANGYou-y
3、unl,KANGYing2(l.TianshuiElectricDriveResearchlnstituteCo.,Ltd.,Tianshui741018,China；2.Xi7anLEADIEIectricAutomationCo•丄td.’Xi'an710075,China)Abstract:Aimingatthestrictrequirementstohigh・precisionandlowripplepowersuppliesforlowinductancemagnetsinionacceleratorsyst
4、em,atopologybasedonBuckChoppercircuitswithmultiphaseandmultipleconfigurationispresented.Theoperatingprincipleisalsoanalyzed.Onthebasisoftheseadeviceisdeveloped,andthetestresultsareanalyzedanddiscussed・Keywords:lowinductance;high・precision;lowvoltageripple;multip
5、haseandmultipleconfiguration1引言随着电力电子技术的迅速发展，高频开关电源已广泛应用于日常生活的各种场合。在轨道交通、医疗卫生、加速器物理、国防工业等重要领域，常常需要具有大电流输出能力的稳流电源向磁铁供给励磁电流，这些应用都要求电源的输出电流具有很高的稳定度与极低的电流纹波。目前，该类电源一般多采用线性电源或晶闸管稳定度相控整流电源。线性电源其优点是纹波小、较高，但存在功耗大、效率低、体积大、可靠性差等系统结构缺点。品闸管相控整流电源具有容量大、简单、可控器件价格低等特点。但电网电压的不平
6、整流元件开通/关断特性不一致、元器件特性不衡、理想等因素，均会产生非特征次电压（电流）谐波，直接表现为输出纹波大。若采用无源滤波器消除电压（电流）特征和非特征次谐波，将导致无源滤波器体积庞大，增加了电源的成本，并且会使系统的动[1]态性能恶化。利用有源滤波器（ActiveFilter）技术，可以有效地抵消晶闸管相控整流电源的特征和非特征次谐波[2],如图1所示为晶闸管相控整流+有源滤波器的电路简图。L4UVWA3C3C4R2UA4有源滤波~220V器负载AMIfRef图1晶闸管相控整流+有源滤波器的电路简图该方法中有源
7、滤波器和无源滤波器配合使用，即无源滤波器进行大容量的滤波补偿，有源滤波器进行微调，以进一步抑制输出电压（电流）纹波，达有源滤波器的纹波衰减能力通到最佳滤波的目的。常在20dB左右，但对于IV以下的纹波要想得到进一步改善，有源滤波器就无能为力了。这种方法由于非特征次谐波的频谱十分复杂，使其控制电路的选频网络设计计算较为困难，给现场调试工作带来很大不便。VEVDuoioEM通常串曲线下降。为了使负载电流连续且脉动小，联L值较大的电感。至一个周期结束，再驱动V导通，重复上一周期的过程。当电路工作于稳态时，负载电流在一个周期的
8、初值和终值相等，负载电压的平均值为：Uo=tE=tE=aEonoff(1)式中：ton为V处于通态的时间；toff为V处于断态的T为开关周期；a为导通占空比，简称占空比时间；或导通比。由式(1)可知，输出到负载的电压平均值Uo最大为E,若减小占空比a,则Uo随之减小。负载电流平均值为：Io二Uo・EM(2)图2BuckChoppe
