2．5V／18KA超導(dǎo)磁體模型線圈電源設(shè)計(jì)
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根據(jù)參數(shù)值搭建原理圖，借助ORCAD PSpcie仿真獲得輸出電流電壓紋波波形。可知，該設(shè)計(jì)完全能滿足設(shè)計(jì)要求，但仿真中很多元器件都是工作在理想狀態(tài)，與實(shí)際使用的元器件存在一定的偏差。電源裝配期間遇到一些與理論設(shè)計(jì)不相符的地方，最后在初始設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整，依舊可獲得較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在理論指導(dǎo)的基礎(chǔ)上進(jìn)行電源裝配，設(shè)計(jì)出能夠滿足要求的負(fù)載，獲取實(shí)際輸出電壓和電流波形進(jìn)行分析，獲得改進(jìn)措施。
基于全橋移相控制芯片UCC3895做出樣機(jī)，設(shè)計(jì)滿足要求的負(fù)載，通過長期穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)獲得輸出電流紋波和電壓紋波波形。圖5分別示出輸出電流、電壓紋波波形。由圖5a可知，計(jì)算可以得到電流紋波有效值為11 A，小于當(dāng)初設(shè)計(jì)值12A。由圖5b可知，電壓紋波峰-峰值為120 mV，有效值約為67 mV，大于當(dāng)初的設(shè)計(jì)值25 mV，顯然在消除電壓紋波方面要做出改進(jìn)。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/177629.htm
實(shí)驗(yàn)采用阻感性負(fù)載，造成輸出電壓紋波大的原因可能有兩個(gè)：①輸出濾波電容存在等效串聯(lián)電阻和接觸電阻；②控制方案和控制參數(shù)選取不合適。通過對(duì)圖5b的分析可知，電壓紋波中包含較多的低頻紋波，由于樣機(jī)采用電壓控制模式，響應(yīng)速度慢，低頻的紋波很難消除干凈，致使輸出電壓中包含輸入電壓低頻紋波成分，這類紋波可通過增大PI調(diào)節(jié)器的增益或改為大P調(diào)節(jié)器和適當(dāng)增加輸入濾波電容C1而得到有效解決。
6 結(jié)論
基于上述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以制造出滿足參數(shù)要求的高頻開關(guān)電源。由于樣機(jī)只是調(diào)試階段，所以在反饋控制時(shí)沒有采用雙閉環(huán)控制，以致輸入端混入低頻紋波，樣機(jī)在手工接線和組裝時(shí)較為粗糙，導(dǎo)致與輸出濾波電容串聯(lián)的等效電阻較大。在這兩個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)，電壓紋波最后能滿足要求。此電源通過功率變換結(jié)構(gòu)的合理選擇以及器件參數(shù)的優(yōu)化，有效地解決了傳統(tǒng)電源中存在的效率低、體積大、動(dòng)態(tài)性能差等問題。另外通過實(shí)驗(yàn)人員連續(xù)10 h的帶載運(yùn)行可知，該設(shè)計(jì)滿足開關(guān)電源的可靠性要求。
評(píng)論