2．5V／18KA超導(dǎo)磁體模型線圈電源設(shè)計(jì)
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倍流整流電路與全波整流電路相比，減小了變壓器次級(jí)繞組電流的有效值；變壓器的利用率高，無中心抽頭；輸出電感紋波電流相互抵消，可減小輸出電壓紋波；雙電感也更適合于分布式功率耗散的要求。要實(shí)現(xiàn)倍流整流就要求L1和L2的電感值足夠大，同時(shí)要保證L1和L2中電流均等變化。鑒于該開關(guān)電源的輸出電流很大，設(shè)計(jì)有足夠大電感量且同時(shí)能夠流通1 kA以上電流的電感實(shí)現(xiàn)起來比較困難，所以在設(shè)計(jì)中不考慮倍流整流，最終選擇全波整流。
4 反饋控制方案
在開關(guān)電源系統(tǒng)中由于輸入電壓發(fā)生變化、電源內(nèi)部元器件因外界環(huán)境的影響而導(dǎo)致性能參數(shù)及外部負(fù)載發(fā)生變化，或某些突發(fā)事件均會(huì)引起輸出發(fā)生變化。為穩(wěn)定開關(guān)電源的輸出，引進(jìn)反饋信號(hào)進(jìn)行誤差放大，然后與基準(zhǔn)信號(hào)作比較，調(diào)節(jié)開關(guān)管觸發(fā)脈沖的相位，獲取穩(wěn)定的輸出。
反饋控制模式在實(shí)際應(yīng)用中分為電壓模式和電流模式。由于主電路中有較大的濾波電容電感，電壓模式對(duì)于輸入電壓的變化會(huì)產(chǎn)生相延時(shí)作用。電壓模式輸出電壓發(fā)生變化時(shí)，采樣信號(hào)經(jīng)過誤差放大器的補(bǔ)償電路延時(shí)滯后，才能傳至PWM比較器來改變觸發(fā)脈沖的相位。基于上述兩個(gè)原因使其對(duì)輸入電壓的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度變慢。提高電壓模式動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度的主要方式是采用雙閉環(huán)控制，即電流模式控制，其控制框圖如圖3所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/177629.htm
該電源系統(tǒng)對(duì)輸出電流精度要求較高，雙閉環(huán)控制最終跟蹤信號(hào)應(yīng)為輸出電流，所以設(shè)計(jì)采用電壓環(huán)為內(nèi)環(huán)，電流反饋環(huán)為外環(huán)，最終達(dá)到對(duì)電流更加精確地跟蹤控制。
5 整體結(jié)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)分析
圖4示出開關(guān)電源設(shè)計(jì)整體結(jié)構(gòu)圖。通過上述分析，2．5 V／18 kA模型線圈電源主要結(jié)構(gòu)已經(jīng)很明晰，將3組相同的2．5 V／6 kA的模塊并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)18 kA輸出。主結(jié)構(gòu)采用功率二極管進(jìn)行三相整流、全橋逆變電路、全波整流和全橋移相控制。圖中，L1為三相整流功率因數(shù)校正電感，R1為軟啟動(dòng)電阻，C1為輸入濾波電容，L2為諧振電感，Tx1～Tx2為12個(gè)高頻變壓器，VD7～VD30為高頻整流管，L3～L4和C3構(gòu)成輸出LC濾波網(wǎng)絡(luò)，CS1為輸出電流檢測，US1為輸出電壓檢測。經(jīng)過計(jì)算取L1=0．7 mH，C1=6．8 mF，R1=150 Ω，L2=3．4μH，C2=20μF，L3=0．8 μH，C3=0．7 F，變壓器的變比為8：1。
評(píng)論