基于原边反馈控制的反激变换器设计与分析

发布时间：2017-10-19 13:05

  本文关键词：基于原边反馈控制的反激变换器设计与分析

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【摘要】：随着我国经济的快速发展,航天领域也取得了长足的发展,空间战略的重要性越来越得到体现,航天系统运行过程中首当其冲的便是其能量来源。在太空中有充足的太阳能,卫星可通过太阳能电池板进行发电,然后在航天电源的控制分配下,对各个电子设备进行供电。航天二次电源在航天系统中扮演着能量转换的重要角色。然而,在太空中充满了磁场与真空粒子,昼夜温差大,这种环境相对于我们所处的普通环境来讲,对二次电源提出了严格的要求,稳定性与可靠性成为航天电源最重要最基本的要求。本论文研究设计了一款辅助电源,以反激变换器为拓扑,通过采用原边反馈来提高电源模块的可靠性和稳定性,并减小体积,这在航天电源领域具有重要的理论及实用价值。本课题论述了现有原边反馈控制的反激变换器的方案与意义,综述了现有实现反激电路原边控制的实现思路及控制策略。采用了一种新颖的采样反馈方式,反激电路工作在断续模式下进行原边反馈控制,对电流进行了补偿,得到精确的采样电压。通过闭环控制策略,电压外环实现输出稳压,电流内环检测输入电流。详细分析了基于原边反馈控制的反激变换器的工作原理,在此基础上,首先进行了反激电路的小信号建模,讨论了理想与非理想条件下寄生参数对变换器的影响。其次完成了主电路及控制电路参数的设计。主电路参数设计包括箝位电路参数、变压器设计、输出电容其它相关的定量计算。以某航天电源项目为应用对象,根据上述主电路及控制环路设计方法,完成了具体补偿网络和参数设计。使用Matlab和saber等仿真软件搭建了仿真模型完成了相关仿真分析,在仿真分析的基础上,进行了样机搭建并完成了实验验证。通过仿真及实验结果验证了设计的可行性,实验结果表明,本文设计的反激电源稳定性高,纹波小,具有一定的应用价值。
【关键词】：航天电源 反激变换器 原边反馈 纹波
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM46
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题背景9-10
• 1.2 研究的目的和意义10-11
• 1.3 国内外研究现状分析11-15
• 1.3.1 开关电源发展现状11
• 1.3.2 航天电源研究现状11-12
• 1.3.3 原边反馈反激变换器研究现状12-15
• 1.4 主要研究内容15-17
• 第2章 原边反馈反激变换器工作模式与误差分析17-26
• 2.1 引言17
• 2.2 电流断续模式下原边反馈分析17-21
• 2.2.1 断续模式下反激变换器工作分析17-20
• 2.2.2 断续模式下原边反馈技术分析20-21
• 2.3 电流连续模式下原边反馈分析21-23
• 2.3.1 连续模式下反激变换器工作分析21-22
• 2.3.2 连续模式下原边反馈技术分析22-23
• 2.4 固定点检测误差源分析23-24
• 2.5 控制方式分析24-25
• 2.6 本章小结25-26
• 第3章 原边反激变换器数学模型及分析26-39
• 3.1 引言26
• 3.2 反激变换器理想拓扑建模26-29
• 3.3 非理想反激变换器建模29-35
• 3.4 补偿网络校正环节设计35-37
• 3.5 系统仿真验证37-38
• 3.6 本章小结38-39
• 第4章 原边反馈控制反激变换器电路级设计39-45
• 4.1 引言39
• 4.2 电源设计指标39
• 4.3 变压器设计39-41
• 4.4 无源箝位RCD电路设计41-42
• 4.5 UC3845 外围电路设计42-43
• 4.6 原边反馈控制回路设计43-44
• 4.7 本章小结44-45
• 第5章 实验结果与分析45-53
• 5.1 引言45
• 5.2 实验波形与分析45-52
• 5.2.1 开环测试45
• 5.2.2 闭环测试45-52
• 5.3 本章小结52-53
• 结论53-54
• 参考文献54-59
• 致谢59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 郭清军;王俊峰;;高可靠混合集成DC/DC变换器(5V/3A)的设计[J];电源技术应用;2001年07期

2 毛行奎;陈为;;反激式变换器的变压器线圈涡流损耗机制分析与新型损耗模型[J];中国电机工程学报;2009年03期

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本文编号：1061245