串联谐振充电电源设计

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1、专业学位硕士学位论文串联谐振充电电源设计TheDesignofSeriesResonantChargingPowerSupply学号：兰121墨Q盟大连理工大学DalianUniversityofTechn0109y大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法

2、律责任。学位论文题目：作者签名：大连理工大学专业学位硕士学位论文摘要随着工业的发展，脉冲功率应用范围越来越广，对以高压电容器作为储能单元的脉冲功率系统来说，充电电源决定了电压的稳定度和重复频率。串联谐振充电电源具有损耗小，抗短路能力强的优点，非常适合给高压脉冲电容器充电。本论文设计的脉冲充电电源最高充电电压为3kV，由交流220V电源供电。根据储能电容的充电情况，采用高频串联谐振变换器为主电路拓扑。通过对串联谐振断续工作模式的稳态分析，得到了充电电路中谐振电感电流、谐振电压和负载电容电压及平均充电电流的数学通式。利用仿真给出了电路的动态运行波形。为了实现升压和隔离的

3、要求引入了高频变压器，但频率的提高使得绕组间电压差加大，分布电容变大，通过对变压器等效模型的分析，提出了降低变压器杂散电容的有效方法。充分利用变压器的漏感做为谐振电感的一部分，实现了软开关，降低了漏感对电路参数的影响。给出了串联谐振充电电源的主电路和控制电路的设计过程。依据理论公式，计算出了谐振电容和谐振电感的值。控制方案采用闭环控制，以TL494做为主要的脉宽控制芯片，输出两路死区时间可调的驱动脉冲，为了使驱动电路与控制电路在电位上隔离，设计了基于EXB841的IGBT驱动电路，利用CD4013实现了过流保护和过压保护，最后给出了实验波形，实验结果说明设计的电路具

4、有较强的抗短路能力，开关管实现了软开关功能。关键词：谐振充电；软开关；串联谐振；电容充电串联谐振电容器充电电源设计TheDesignofSeriesResonantChargingPowerSupplyAbstractWitllthedeVelopmentofindustrial，thescopeofapplicationofpulsedpowerbecomemoreandmorewidely．Inpulsedpowersystem，puttllehighV01tagecapacitorsasenergystorageunit，theperfo肌anceofthec

5、hargingpowerdetell[ninedthest￡【bili够andtherepetitionf-requencyoftheVohage，seriesresonantchargingpowersupplyhaVetheadVantageof10w10ss，shortcircuitcapac时，itisveDrsuittochargingtllehigh—Voltagepulsecapacitor．Int11ispaper，thedesignofmelaserpowerwitlli印utVoltage220V，maximumou中mvoltage3kV．Ac

6、cordingtothestoragecapacitorchargingVoltage，useseriesresonaIltconverteraSnlebaSedtopology．T11roughanalysisthesteady-stateoftheseriesresonantdiscontinuousmode，getaseriesofma．thfoHnulaincluderesonantinductorcurrent，capacitorvohageandaveragechargingcurrent．Tllrou曲thememodsofsimulation，sho

7、wstlledynamicoperating、vaVefom．InordertoachieVetllerequirememsofboostandis01ationVoltage．introducingahjgh—voltage仃ansfomer，howeVer，increasingt11eswitcmng行equencycan1eadto廿le谢ndingv01tageincrease，atmesametimemal(emedistributedcapaci协cebecominglarge，byanalyzingthetraJlsfomlerequiValent