大功率直流开关电源装置的研究

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1、上海大学硕士学位论文大功率直流开关电源装置的研究姓名：沈涛申请学位级别：硕士专业：电气工程指导教师：刘廷章20070401摘要与传统线性电源相比，高频开关电源具有体积小、重量轻、容量大等优点。从20世纪90年代开始，开关电源在通讯和低电压行业得到了广泛的应用。由于容量和器件的限制，开关电源一直未能应用于电力系统，特别是110kV、220kV等高压变电站的直流电源。近年来，随着电力电子技术的发展，Dc—DC变换技术的可靠性得到了极大的提高，以现有技术具备制造高电压大功率的Dc—Dc模块的能力，使得电厂和变电站中的直流电源柜的核心部分可以采用高频DC-DC变换模块取代

2、传统的直流电源，使其性能得到很大的提高。传统的硬开关PWM电路曾以结构简单、控制方便得到广泛的应用，但由于其开关器件工作在高电压、大电流条件下，功耗较大，同时为了抑制开断瞬间电压电流突变而引入的RC吸收网络，使系统总的损耗增加，特别是在高频运行情况下，系统效率很低。另外级间电容电压转化引起的电压突变耦合到输入端造成较强的电磁干扰，使系统性能受到影响。本文旨在研究全桥移相软开关技术应用情况，并根据实际工程需求设计出一套采用软开关控制技术，适用于中高压变电站的直流开关电源系统；本文阐述了PwM全桥变换器的软开关的实现原理，详细地研究了实现ZVS的条件，分析了桥臂所存在

3、的死区问题及原副边占空比之间的关系，设计出开关电源的主回路：输入整流滤波回路、功率开关桥、输出整流滤波：本文详细分析并比较了电压型控制器和电流型控制器的优缺点，分析了UC3875的内部结构及各项指标，设计出符合电力系统性能要求的PWM集成控制器。在此基础上，还完成了过流保护、过压保护、欠压保护、以及缺相保护电路的设计。通过仿真软件PISPICE对系统地各项性能指标进行了仿真分析，验证了所设计的电路具有很强的实用性。关键词；软开关PWM全桥变换器ZVSZC$上海大学工程硕士学位论文AbstractThehighfrequencyswitchpowersupplysy

4、stemhasbetterperformanceinprovidingDCSOUI'r．：ethantraditionallinearpowersupplysystem．It’Sbeenwidelyusedincommunicationandlowvoltagesystemfrom1990s，butseldomiIlhi}曲voltagesystem．Thecauseofthatistheoutputpowerofcommonhi曲frequencyswitchpowersupplysystemisnothighenoughtoprovideDCpowerforh

5、ighvoltagesystemsuchasthellOkVor220kVsubstations．Asthedevelopmentsi11powerelectronictechnologiesandthenewstructure，thehighoutputpowerofhighfrequencyswitchpowersupplysystemhasbeenhi曲lyimproved．Theimprovementinsomefacetscausedbyhi曲frequencyswitchtechnologyisavailableforDCpowersupplyiIlh

6、ighvoltagesubstations．Thegeneralhard·switchingstructureappliedinmanysystemsowingtoitssimplefacilitiesforcontrolsystem．Butontheotherside，theswitchingsystemmakesbiglosstoopenorclosehi曲voltageandlargecurrentcircuit．TheRCcircuithastoaddintosmoothvoltageandcurrentabruptinopeningorclosingmo

7、ments．Thelossriseandtheefficiencydescendsignificantlyspecialillhi曲frequencycondition．Generallytheabruptofvoltagealsowouldbecoupledtoinputandformanintenseelectromagneticsignal．Thissignaldisturbstheperformanceofswitchingsystem．Thefullbridgephaseshiftcontrolsoftswitchingtechnologyisrevie

8、wedin