用于高温超导线圈低压大电流电源研制

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要传统的磁悬浮系统包括EMS磁悬浮系统和EDS磁悬浮系统，由于这两种系统都有不同程度的缺点，人们开始研究各种混合磁悬浮系统，其中由高温超导线圈和常导线圈组成的混合EMS磁悬浮系统的研究，随着高温超导线材性能的稳定和提高，正在成为研究热点。本文主要研究给混合EMS磁悬浮系统中的高温超导线圈供电的低压大电流电源。高温超导线圈主要是利用高温超导材料的超导电性，在低温下可通过大电流，实现低能耗为悬浮系统提供较大的悬浮力。为了满足磁悬浮系统实验的要求，需要研制输出电压连续可调的

2、低压大电流电源。本文设计并制作了一个输出电压0"---'5V连续可调，最大输出电流可达50A的低压大电流高频开关电源。本文首先对半桥DC．DC变换器的工作原理及其控制方法进行了详细的分析。然后对电源的主电路结构、高频变压器环节、输入输出滤波环节、控制单元、保护单元等进行设计。控制单元以SG3525芯片为核心，采用电压控制模式，通过调节参考电压的大小来实现输出电压的连续可调。输入单元采用EMI滤波，输出端采用LC串联滤波，保护电路采用输出过压保护和输出过流保护。电源中有专门的辅助电源模块，用来给控制芯片和运

3、算放大器供电，确保控制电路能够稳定的工作。通过对电源的输出进行检测和实验，验证了半桥拓扑用于低压大电流开关电源的正确性。通过实验证明，本电源能够成功对高温超导线圈供电，输出电压低、输出电流大、电源功耗小，证明本电源电路设计的正确性。关键词：高温超导线圈；低压大电流电源；半桥DC．DC变换器西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractThetraditionalsuspensionsystemsincludedEMSandEDSsystems．Becausetherewereobviousshor

4、tcomingsinthesesystems，peoplebegantostudyhybridsuspensionsystems．Withtheimprovementofhightemperaturesuperconductormaterials，thesuspensionsystem、衍tllhybridelectromagnetsmadeofhightemperaturesuperconductorcoilandnormalconductorcoilisbecominghotresearch：Inth

5、ispaper,alowvoltageandgreatcurrentpowersupplywhichisusedforhightemperaturesuperconductorcoilofhybridEMSsystemisdesigned．Hi曲temperaturesuperconductorcoilmainlyusesthesuperconductivityofthehightemperaturesuperconductormaterials，SOgreatcurrentcarlthroughthec

6、oilatlowtemperaturetoachievelowenergyconsumptionwhenprovidingthesuspensionsystemwithlargelevitationforce．InordertOmeettherequirementoftheelectromagneticsuspensionsystem，alowvoltageandgreatcurrentpowersupplywhichoutputvoltageiscontinuouslyadjustableneedtob

7、edeveloped．Inthispaper,alowvoltageandgreatcurrentpowersupplywhichoutputvoltageisadjustable0～5Vandthemaximumoutputcurrentisupto50Aisdesigned．Atthebeginning，thispaperdescribestheworkingprincipleandthecontrolmodelofthehalf-bridgeDC—DCconverter．Then,themainci

8、rcuitmodules，high-frequencytransformermodules，inputandoutputfilteringcircuitmodules，controlcircuitmodule8，andtheprotectioncircuitmodulesaredesigned．SG3525isthecoreofthecontrolcircuitmodules．ItUSeSvoltagecontrolmode，