新型宽范围输出直流功率变换器若干关键技术研究

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1、学校代码：10255学号：2110612新型宽范围输出直流功率变换器若干关键技术研究RESEARCHoNSEVERALKEYTECHNoLoGIESoFNEWTYPEDC．DCCONVERTERWITHWIDERANGEoUTPUT作者姓名：指导老师：学科专业：论文答辩日期：林毅陈家新机械电子工程2014．2．25东华大学学位论文原创性声明IlUllIIllIIIIllIIlllIY2506352本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或

2、撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：林．缎日期：加似年z月胡日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在——年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密口。学位论文作者签名：林毅日期：妒件年2，月刃日指导教师签名日期：吵_年≯月彩日O摘要

3、新型宽范围输出直流功率变换器若干关键技术研究摘要在实际应用中，直流稳压电源广泛应用于各个领域。本论文研究新型宽范围输出直流功率变换器若干关键技术。首先，本文综合叙述了可调直流电源的发展历史，分析比较了线性稳压电源、相控电源、开关电源的优缺点，并介绍了开关改进型和级联型两种开关电源与线性电源融合电源，提出了一款新型宽范围输出直流功率变换器。其次，对新型宽范围输出直流功率变换器的电压预调整系统进行了研究，具体包括基于Buck变换器的电压预调整系统的电感和电容计算方法，并给出了实际硬件电路图；在采用平均状态方法以及数学模型的建立基础上，运用罗氏判据进行系统稳定的PID参数计算，并建立了

4、数字仿真；通过仿真，指出了控制延迟是导致低电压输出时无法达到预期目标关键因素，以及发生分岔时对纹波控制的危害。然后，针对新型宽范围输出直流功率变换器中的后级改进型线性稳压器，设计了改进型线性稳压器的硬件电路，包括主电路、控制电路、保护电路、联调电路，其中通过控制电路和联调电路保证使其工作于可变电阻区。为研究消除由分岔现象带来的纹波增大现象的效果，分析比较其对高频和工频纹波的滤除效果，证实有一定的效果。接着基于Matlab／Simulink进行新型宽范围输出直流功率变换器的仿T0摘要真，证实了该技术的可行性，消除了Buck变换器中由输出延迟导致的无法达到低电压的影响。然后，就新型宽

5、范围输出直流功率变换器的辅助电源模块进行了研究，具体包括对作为辅助电源所使用的反激式变换器，给出了多输出反激式变换器的电路参数，搭建了反激式变换器的仿真模型。从可靠性的角度，分析了反激式变换器的启动过程、单输出反激式变换器短路保护和多输出反激式变换器的短路保护机制，并基于仿真模型验证了上述过程。接着，提出了一种辅助供能电容的计算方法，并基于电磁场有限元计算软件进行了单输出反激式变换器变压器的优化设计，为多输出反激式变换器的优化设计进行了前期研究。最后，为对电源系统进行远程监控，进行了新型宽范围输出直流功率变换器的电源监控系统的初步开发，分析了电源监控的功能框图和总体方案，设计了其

6、硬件电路，在此基础上编写了下位机程序，给出程序流程图，同时编写了上位机监控程序，测试了Ethernet和USB的通讯功能，结果表明能够实现远程监控功能。关键词：宽范围，Buck变换器，线性电源，反激式辅助电源，监控系统O麟ABSTRACTRESEARCHONSEⅦRAI，KEYTECHNOLOGIESOF仑mWTYPEDC-DCCONVERTERWITHWIDERANGE0UTPUTABSTRACTInpracticalapplication，adjustableDCpoweriswidelyusedinvariousfields．Inthispaper,thenewtypeDC

7、—DCcOnVerterwithwiderangeoutputisresearched．First．thepaperdescribesthedevelopmenthistoryofadjustableDCpowersupply,analyzesandcomparestheadvantagesanddisadvantagesofthelinearregulatedpowersupply，phasedpowersupplyandswitchingpowersupply，introdu