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2.5V/18KA超导磁体模型线圈电源设计

作者:时间:2012-04-01来源:网络收藏

倍流整流电路与全波整流电路相比,减小了变压器次级绕组电流的有效值;变压器的利用率高,无中心抽头;输出电感纹波电流相互抵消,可减小输出电压纹波;双电感也更适合于分布式功率耗散的要求。要实现倍流整流就要求L1和L2的电感值足够大,同时要保证L1和L2中电流均等变化。鉴于该开关的输出电流很大,有足够大电感量且同时能够流通1 kA以上电流的电感实现起来比较困难,所以在中不考虑倍流整流,最终选择全波整流。

4 反馈控制方案
在开关系统中由于输入电压发生变化、内部元器件因外界环境的影响而导致性能参数及外部负载发生变化,或某些突发事件均会引起输出发生变化。为稳定开关电源的输出,引进反馈信号进行误差放大,然后与基准信号作比较,调节开关管触发脉冲的相位,获取稳定的输出。
反馈控制模式在实际应用中分为电压模式和电流模式。由于主电路中有较大的滤波电容电感,电压模式对于输入电压的变化会产生相延时作用。电压模式输出电压发生变化时,采样信号经过误差放大器的补偿电路延时滞后,才能传至PWM比较器来改变触发脉冲的相位。基于上述两个原因使其对输入电压的动态响应速度变慢。提高电压模式动态响应速度的主要方式是采用双闭环控制,即电流模式控制,其控制框图如图3所示。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/177629.htm

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该电源系统对输出电流精度要求较高,双闭环控制最终跟踪信号应为输出电流,所以采用电压环为内环,电流反馈环为外环,最终达到对电流更加精确地跟踪控制。

5 整体结构和实验分析
图4示出开关电源设计整体结构图。通过上述分析,2.5 V/18 kA电源主要结构已经很明晰,将3组相同的2.5 V/6 kA的模块并联,实现18 kA输出。主结构采用功率二极管进行三相整流、全桥逆变电路、全波整流和全桥移相控制。图中,L1为三相整流功率因数校正电感,R1为软启动电阻,C1为输入滤波电容,L2为谐振电感,Tx1~Tx2为12个高频变压器,VD7~VD30为高频整流管,L3~L4和C3构成输出LC滤波网络,CS1为输出电流检测,US1为输出电压检测。经过计算取L1=0.7 mH,C1=6.8 mF,R1=150 Ω,L2=3.4μH,C2=20μF,L3=0.8 μH,C3=0.7 F,变压器的变比为8:1。

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