1kW-200V高精度全橋變換器研制.pdf

1、隨著石油勘探與井下測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，井下設(shè)備對(duì)供電電源的要求越來(lái)越高。設(shè)備工作狀態(tài)的頻繁切換要求供電電源滿足高動(dòng)態(tài)性能要求，同時(shí)為了保證井下測(cè)量精度和儀器的可靠性又要求供電電源能夠表現(xiàn)高穩(wěn)態(tài)性能。因此井下供電電源設(shè)計(jì)需要在保證安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，提升變換器的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)特性，滿足日益嚴(yán)格的井下供電要求。
　　本文以提高全橋變換器的穩(wěn)態(tài)精度和響應(yīng)速度為設(shè)計(jì)目標(biāo)，采用V2C控制方法在提升動(dòng)態(tài)輸出特性、改善穩(wěn)態(tài)輸出精度方面的優(yōu)勢(shì)，并配合硬

2、件電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度和響應(yīng)速度的整體提高，達(dá)到了預(yù)期指標(biāo)。首先分析了影響全橋變換器響應(yīng)速度和穩(wěn)態(tài)精度的因素，并根據(jù)影響因素對(duì)濾波器、反饋調(diào)理電路、A/D采樣以及控制策略方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。其次，建立了全橋變換器的V2C控制器小信號(hào)模型，通過(guò)頻域分析對(duì)系統(tǒng)增益、帶寬以及穩(wěn)定性進(jìn)行了討論，并依據(jù)頻域特性完成控制器反饋系數(shù)和電壓調(diào)節(jié)器參數(shù)整定。然后，建立了控制器的離散迭代模型并給出內(nèi)環(huán)穩(wěn)定條件，提出了動(dòng)態(tài)斜坡補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ诒ＷC穩(wěn)

3、定性的基礎(chǔ)上減小對(duì)輸出特性的不利影響。最后，通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)對(duì)小信號(hào)模型分析結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)將V2C控制器與V2控制器和電流型控制器進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證V2C控制器的優(yōu)越性以及電壓調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計(jì)的正確性?；诶碚撗芯考胺抡娣治?，搭建數(shù)字V2C控制的1kW全橋變換器試驗(yàn)樣機(jī)，在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上對(duì)穩(wěn)態(tài)輸出進(jìn)行測(cè)試，并進(jìn)行負(fù)載擾動(dòng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試動(dòng)態(tài)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，V2C控制器結(jié)合了V2控制器在動(dòng)態(tài)特性提升和電流型控制器在系統(tǒng)穩(wěn)定性改善的優(yōu)點(diǎn)，斜坡信號(hào)的動(dòng)態(tài)