基于移相全桥和同步整流技术的大功率开关电源研究

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1、硕士学位论文基于移相全桥和同步整流技术的大功率开关电源研究作者姓名胡鹏飞学科专业机械工程指导教师曾敏副教授所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2018年4月ResearchonHighPowerSwitchingConverterBasedonPhase-ShiftedFullBridgeandSynchronousRectificationADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：HuPengfeiSupervisor：Prof.Z

2、engMinSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TM46学校代号：10561学号：201520100847华南理工大学硕士学位论文基于移相全桥和同步整流技术的大功率开关电源研究作者姓名：胡鹏飞指导教师姓名、职称：曾敏副教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：机械工程研究方向：机械电子工程论文提交日期：2018年4月12日论文答辩日期：2018年5月28日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：曹彪委员：石

3、永华吴开源曾敏叶峰华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本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，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国

4、家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位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、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，（校保密委员会审定为涉密学位时间：年月日）于年月日解密后适用本授权书。√□不保密,同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文

5、的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：指导教师签名：日期：作者联系电话：电子邮箱：联系地址(含邮编)：摘要电解氧化处理是铝材加工过程的一个重要环节，这一电化学过程需要低电压、大电流的大功率电源提供电能。由于传统的可控硅调压电源体积大、效率低、谐波污染严重，目前已经逐步被新型高频开关电源取代。移相全桥软开关技术的发展降低了功率开关的损耗，大大提高了开关电源的效率；同步整流技术的应用，降低了低压大电流输出场合的整流损耗，进一步提高了电源工作效率；而大功率的应用需求，促进了开关

6、电源并联控制技术的发展。本文结合上述技术和实际使用要求，研究设计了基于移相全桥和同步整流的大功率开关电源及其数字化并联控制系统。本文首先介绍了选题的背景与意义，结合高频开关电源的特点，主要介绍了软开关、同步整流、并联均流等应用于开关电源领域的主要技术，详细分析了移相全桥ZVS和同步整流电路的工作过程，并进一步给出了采用全波整流拓扑的同步整流电路驱动方式及其优化方案。在此基础上，设计了模块化低压大电流高频开关电源，给出了主功率电路相关器件的设计依据，并设计了相应的外围控制电路。为实现电源模块的大功率

7、并联输出，设计了基于CAN总线的数字化电源并联控制系统，该控制系统解决了开关电源并联均流问题，并实现了自动化控制与故障处理，实现了故障模块自动切除、冗余模块自动投入等功能。根据本文的分析设计，最终制造了由10个电源模块构成的400kW大功率电源样机，并进行了样机实验测试。实验结果表明，所设计的电源完全达到设计指标，实现了ZVS软开关和同步整流，效率最高可达93%；电源并联控制系统工作稳定，均流效果良好，并实现了自动化控制。关键词：移相全桥；同步整流；CAN总线；并联均流IAbstractAnodi

8、coxidationisanimportantprocessinaluminummaterialfabrication,inwhichalow-voltagehigh-currentsupplyisneeded.Duetothedisadvantagesofbigvolume,lowefficiencyandharmoniccontamination,traditionalSCRpowersupplyisbeingreplacedbyhighfrequencyswitchingpo