基于数字控制的高频高压电源

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1、基于数字控制的高频高压电源作者姓名王佳导师姓名、职称赵明英副教授一级学科电气工程二级学科电机与电器申请学位类别工学硕士提交学位论文日期2014年12月学校代码10701学号1204122022分类号TM91密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于数字控制的高频高压电源作者姓名：王佳一级学科：电气工程二级学科：电机与电器学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：赵明英副教授提交日期：2014年12月HighFrequencyandHighVoltagePowerSupplyBasedonDigitalControlAthesissubmitted

2、toXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectricalEngineeringByWangjiaSupervisor:Prof.ZhaomingyingDecember2014西安电子科技大学毕业论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成

3、果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。毕业论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用毕业论文的规定，即：研究生在校学习期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合毕业论文

4、研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。（保密的论文在解密后遵守此规定）本论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要当前高压电源在很多领域得到了广泛的应用，医疗、通信、国防等领域都离不开高压电源。本文所研究的高频高压电源主要应用于X射线衍射仪，为其提供10KV~60KV的工作电压。X射线衍射仪对电源的要求很高，电源电压的稳定性和控制精度直接影响X射线衍射仪的成像质量。高频开关电源的出现实现了高压电源的高精度、高效率，很适合用于X射线衍射仪，因此本文采用了高频开关电源的设计方案。本文设计的基于数

5、字控制的高频高压电源不仅实现了电源的高频化，同时采用了基于数字的控制方案，简化了控制电路的复杂度，提高了输出电压的控制精度。电源采用了常用的两级结构，前级的PFC（功率因数校正）电路和后级的串并联谐振电路。PFC电路采用了单周期控制策略，实现了输入电流与输入电压同相位，提高了电源的功率因数。串并联谐振电路不仅具有串联谐振和并联谐振的优点，同时克服了这两种电路的缺点，并且容易实现软开关。由于采用了数字控制方式，控制芯片输出控制信号不能直接驱动MOS管，并且谐振电路的工作电压比较高，控制电路和开关管之间也要做相应的电气隔离。因此专门设计了驱动电

6、路，实现对开关管的控制。此外各个控制芯片和驱动电路需要低压驱动，本文专门设计了辅助电源为其提供工作电压。考虑到辅助电源需要低压多路输出，最终采用了单端反激式拓扑结构。文中通过对各部分电路的分析，给出了电路的等效模型，推导出影响电路性能的关键元件参数选定公式。对功率因数校正电路和串并联谐振电路进行了建模仿真，验证了单周期控制原理的正确性，并根据仿真结果对电路的部分参数进行了优化。本文对高压电源各部分元件进行了分析和计算，并根据计算结果制作出了试验样机。经过测试，各部分性能基本达到设计要求，接下来要对参数做进一步的优化。关键词：高频高压电源，数

7、字控制，功率因数校正，移相控制，单周期控制论文类型：应用基础研究类I西安电子科技大学硕士研究生毕业论文IIAbstractAbstractThecurrenthighvoltagepowersupplyinmanyareashasbeenwidelyused.Medicaltreatment,communications,nationaldefenseandotherfieldsareinseparablefromthehighvoltagepowersupply.Thehighvoltagepowersupplystudiedinthis

8、paperismainlyusedinX-raydiffractometertoprovide10KV~60KVvoltage.Therequirementofhighvolta