基于雙管正激變換器的高壓電容器充電電源研究.pdf

1、近年來，脈沖功率技術(shù)發(fā)展迅速，在軍工領(lǐng)域和民用領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，如激光工程、粒子加速器、新型武器、污水處理等。脈沖功率技術(shù)中應(yīng)用最多的儲能系統(tǒng)是電容器儲能系統(tǒng)，而電容器充電電源是電容器儲能系統(tǒng)不可或缺的一部分。隨著脈沖功率技術(shù)在特殊環(huán)境下應(yīng)用的推廣，如強電磁干擾、高能粒子輻射、劇烈振動等環(huán)境，特殊環(huán)境下的電容器充電電源的拓撲和控制方法的研究變得至關(guān)重要。在強電磁干擾、高能粒子輻射環(huán)境下，充電電源的驅(qū)動信號可能受到干擾，造成開關(guān)管誤導(dǎo)

2、通，因此應(yīng)該避免選用存在橋臂直通隱患的變換器拓撲，如最常用的諧振型變換器。單端正激變換器和單端反激變換器能夠避免橋臂直通的危險，但是它們的輸出功率不大。相比而言，雙管正激變換器不僅能夠避免橋臂直通，而且輸出功率是單端正激變換器的兩倍，因此本文選取雙管正激變換器作為充電電源的拓撲結(jié)構(gòu)。
　　本文首先分析了雙管正激變換器充電電源的工作過程，給出了每個開關(guān)模態(tài)中變換器輸入電流、充電電流、占空比的詳細表達式。然后詳細分析了不同充電電壓下，

3、變壓器磁通復(fù)位對開關(guān)管導(dǎo)通時間的限制，充電電流與開關(guān)頻率、開關(guān)管導(dǎo)通時間的關(guān)系。依據(jù)以上分析結(jié)果，給出了基于脈寬調(diào)制的恒流充電控制策略和電壓保持控制策略；為了縮短充電時間，進而提出了基于開關(guān)頻率調(diào)節(jié)的恒流充電控制策略，并分析了兩種控制策略的優(yōu)缺點和適用范圍。建立了基于脈寬調(diào)制的系統(tǒng)小信號模型，根據(jù)系統(tǒng)在恒流充電過程中和電壓保持階段的開環(huán)傳遞函數(shù)，分析了系統(tǒng)的閉環(huán)控制的性能，并分別設(shè)計了閉環(huán)控制系統(tǒng)的PI控制器。然后根據(jù)基于開關(guān)頻率調(diào)節(jié)的