斩控式机场助航灯光恒流调光源的研制

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1、第27卷第5期中国民航大学学报V01_27NO．52009年10月JOURNALOFCIVILAVIATIONUNIVERSITYOFCHINAOctober2OHD9斩控式机场助航灯光恒流调光源的研制昝磊，路灿，刘赛(西安交通大学电气工程学院，西安710049)摘要：提出了一种PWM斩控式机场助航灯恒流调光源设计方案。应用PWM控制的AC／AC降压变换器，对负载电压进行调节，从而获得高质量和稳定的正弦负载电流。1kVA样机实验结果表明，采用该方案所设计的恒流调光源在输入电压波动和负载变化时均可以实现稳定的正弦负载电流，能够满足民用机场行业标准中对助

2、航灯恒流调光电源的技术要求。关键词：机场恒流调光源；PWM；AC／AC降压变换；正弦负载电流中图分类号：V351．32文献标识码：A文章编号：l674—5590(2009)05一O015—04DevelopmentofChoppingAirfieldConstantCurrentRegulatorZANLeiLUCanLIUSai(SchoolofElectricalEngineering，Xi觎JiaotongUniversity，Xi710049，China)Abstract：BasedonthePWM(pulsewidthmodulaton)A

3、Cconverttechnology，thechoppingairfieldCCR(constantcurrentregulator)isproposed．ItismadeupofanAC-ACbuckconverterwhichcanadjusttheoutputvoltagetogetthesinewaveloadcurrentwithhighqualityandstability．Theexperimentalresultsof1kVAprototypeindicatesthatthistypeCCRcanalwaysoutputstables

4、inewaveloadcurrentindespiteoftheinputvoltageortheloadchangessuddenly．ItcanaccordwellwiththeCCRstandardofthecivilaviation．Keywords：airfieldconstantcurrentregulator；PWM；AC—ACbuckconverter；sinewaveloadcurent机场灯光恒流调光源(constantcurrentregulator)1．1主电路结构与频谱分析是机场助航灯光系统的核心设备之一，其主要作用是助航灯

5、恒流调光源要求恒定电流供电，其电流等为助航灯提供可靠的分级恒流供电。传统的恒流调光级是随机场工况而随时改变的，有时需要灯光强负载源多采用可控硅相控方式进行交流调压，以达到恒定电流大，有时需要灯光弱负载电流又较小，并且网侧电流输出的目的。但这种方式虽然简单却存在波形畸电源电压也会出现一些波动，此时要做到恒流输出，变大、供电质量差和谐波污染大等严重缺点。调光源的输出电压就必须随睛况做相应变化。本方案鉴于此，笔者应用PWM降压斩波电路拓扑，直接采用PWM斩波控制AC／AC变换，进行动态交流调压对电网电源进行AC／AC降压变换『1，使输出电压能够从而得到稳定

6、的输出负载电流。连续可调，并且输出电压和电流谐波以高频成分为如图1所示为主电路拓扑，、开关器件组成斩主，因此通过小体积的低通Lc滤波器后就可向负载波开关，、开关器件组成负载续流开关。z1工作于提供稳定高质量的正弦波恒流输出。电源电压正半周，且不能与z3同时导通，工作于负半周，也不能与同时导通。1电路设计与分析为了叙述方便，下面称斩波开关为K，续流开关为，如图2中所示，为输入电压波形，为K的整个斩控式机场恒流调光源包括主电路、控制电栅极驱动信号波形，u为的栅极驱动信号波形，路、输人输出滤波器、驱动电路和保护电路，下面对电路的主要部分进行相关的设计与分析

7、。为电压输出波形。收稿日期：2008一lO一14；修回Et期：2008—12—03作者简介：咎磊(1983～)，男，陕西泾阳人，硕士研究生，研究方向为智能功率电子设备开发16中国民航大学学报2009年1O月LU~sin(k'rrD)=一。DUmc。s(。)+2c。s[(

8、i}±∞。)t】。盯(4)输出负载电流i可表示为+∑×／,0k=lII型+二!二1ZkAZkR1(5)图1主电路拓扑式中：为基波阻抗值；‰为基波阻抗角；为对角Fig．1Topologyofmaincircuit频率为k(o。+03。谐波的负载阻抗值；z为对角频率为kw一。谐波的负载阻

9、抗值；M为的阻抗角；柚、为的阻抗角。从式(4)、式(5)中可以看出，输出电压中的基波成分的幅值是输入电压幅值