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小型潜艇电力系统全桥DC-DC开关电源的设计
| 论文题名： | 小型潜艇电力系统全桥DC-DC开关电源的设计 |
| 关键词： | 潜艇电力系统;开关电源;全桥DC-DC变换器;高频变压器;PI控制器 |
| 摘要： | 近年来，开关电源变换技术得到快速发展。而国内的大功率高频开关电源产品稀少且性能欠佳，造成高频开关电源在国内需要大功率高频开关电源的领域还未得到应用。随着电力电子技术的发展和太阳能、风能、燃料电池等新能源的开发和利用，大功率开关电源成为当前研究的热点，而大功率开关电源的实现依赖DC-DC变换器拓扑理论和软开关技术的发展。 本文分析了全桥DC-DC变换器的工作原理和四种工作模态，设计了隔直电容，解决了全桥DC-DC变换器的直通和偏磁问题，使得全桥DC-DC变换器真正成为理想的大功率开关电源拓扑;利用状态空间平均法建立了全桥DC-DC变换器数学模型，分析了开关电源动态特性。本文采用软开关与硬开关结合的低损缓冲技术，兼有软开关的开关损耗小、EMI低等优点和硬开关的开关管电压、电流容量额定小、易于实现滤波等特点。在控制电路方面，本文采用电压控制模式PWM，选择SG3525做为控制器，并设计了改进型PI控制补偿电路。采样电路采用基于霍尔原理的电压和电流传感器，实现了主电路和控制电路的隔离。为了实现大功率开关电源，本文采用了均流芯片UC3907，各个电源模块通过UC3907并联工作，实现了开关电源变换装置的模块化，提高了灵活性，而且实现了系统冗余，提高了系统可靠性。设计了一种SG3525和UC3907的不采用光耦的连接电路，简化了电路设计，同时提高了系统响应速度。论文中还设计了一种新型IGBT驱动电路，它具有驱动功率大、结构简单且具有负压关断的特点。 本文以一艘全电力推进潜艇为背景，设计并实现了一套输出电压600V，单个电源模块10KW，总容量30KW的开关电源变换装置。实验结果证明采用的各项关键技术的有效性，开关电源实验装置运行稳定。 |
| 作者： | 张洁喜 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 刘彦呈 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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