重复频率脉冲功率电流源的研究

发布时间：2017-11-24 12:24

  本文关键词：重复频率脉冲功率电流源的研究

  更多相关文章： 重复频率 脉冲电流 滞环控制 buck级联推挽

【摘要】：脉冲电流源主要应用在微波、受控核聚变、大功率能量发生器、生物医疗、新材料制备、环保等领域,与国防科技以及民生息息相关。因此,近年来脉冲电源已成为电源领域的研究热点。本文对重复频率的脉冲电流源进行深入的研究,针对脉冲电流的宽度和上升沿设计了一种方案,来解决脉冲电流宽度不够窄和电流上升沿不够快的问题。对脉冲功率电流源系统展开研究,该系统由一个DC-DC初级功率变换器、一个储能电容阵和一个脉冲功率放电拓扑三部分构成。初级变换器拓扑采用buck级联推挽电路,脉冲功率放电拓扑采用主开关管在低端的buck拓扑,并另外加入两个开关管和二极管组成脉冲控制开关和能量回馈二极管,来产生脉冲电流。详细分析所设计的buck级联推挽变换器和脉冲功率放电拓扑的工作原理,针对系统能量损耗问题,研究buck变换器的同步整流的方案;重复频率脉冲电流源具有相应能量回馈电路,在保证良好动态响应的同时效率也有所提升。对buck级联推挽变换器电路进行参数设计,包括推挽变压器、功率电感等主要器件的选取,并建立电路的小信号模型。设计平均电流控制方案对电路进行闭环控制,最后采用无源补偿网络进行反馈补偿,结果表明所设计的平均电流控制方案有效实现了系统的稳定运行。针对脉冲功率放电拓扑展开研究,对控制电路以及电感电容选取进行详细分析,电流采样电路十分简单准确;滞环电路实时跟踪电感电流变化,提高了系统动态响应;控制逻辑电路采用时序控制,确保每个脉冲的可重复性。论述影响脉冲电流宽度和上升沿速率的因素,对脉冲功率放电拓扑进行了仿真分析,结果表明在不同重复频率的脉冲信号下得到不同宽度输出脉冲电流。搭建各模块相应的硬件电路平台,分析单个模块、多个模块的实验结果,得到重复频率在1k Hz、400Hz、100Hz 2%占空比的脉冲信号下幅值50A的脉冲电流,并且在重复频率为1k Hz时脉冲电流最窄为13μs,电流上升沿为46.1A/μs,可靠实现了脉冲电流源频率的重复,脉冲电流宽度窄、上升沿陡峭的目标。
【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

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 陈道炼,胡育文,严仰光;有源箝位正激变换器稳态分析与小信号特性[J];电工技术学报;2000年04期

2 杜茗茗;付志红;周雒维;;馈能型恒压钳位双极性脉冲电流源[J];电工技术学报;2007年08期

3 黄剑峰;马皓;;Buck与推挽级联式DC/DC变换器的研究[J];电力电子技术;2008年06期

4 张永生;黄松岭;赵伟;;高频脉冲电源的研制[J];电力电子技术;2008年07期

5 李焕炀,余岳辉,胡乾,彭昭廉,杜如峰,黄秋芝;RSD开关在脉冲电源中的应用研究[J];中国电机工程学报;2003年11期

，

本文编号：1222261