陰極保護電源中的開關變換器研究與設計.pdf

1、金屬電化學防腐技術在現(xiàn)代工業(yè)設備、金屬建筑結構、艦船和港口設施的防腐工程中占有重要地位。外加電流陰極保護技術應用越來越廣泛，使得人們對用于外加電流陰極保護的防腐電源提出了更高的要求。電力電子技術的進步促進了電源技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的防腐電源逐步從以晶閘管為主要開關器件的相控電源發(fā)展為全控器件的高頻開關電源。本文結合金屬防腐的應用背景，將數(shù)字控制倍流整流移相全橋軟開關變換器應用到陰極保護中，使得防腐電源體積更小、且工作效率更高。
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2、文首先介紹了陰極保護電源的研究背景及意義，闡述了陰極保護的工作原理、陰極保護電源的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展方向。對倍流整流移相全橋ZVS變換器在各個開關模態(tài)的工作情況進行詳細分析，并對其超前橋臂開關管和滯后橋臂開關管實現(xiàn)ZVS的差異進行了比較。接著利用一種新穎的小信號建模方法建立了倍流整流移相全橋ZVS變換器的小信號模型。然后對系統(tǒng)的各部分硬件電路進行了詳細的設計計算，包括主功率電路高頻變壓器的設計、主功率開關管和輸出整流二極管的選擇、輸出濾波

3、電感和阻斷電容的計算，以及驅動電路、信號調理電路和輔助電源電路的設計，并在此基礎上利用PSPICE仿真軟件對主功率電路進行了仿真分析，以驗證電路設計的正確性。再次，在該變換器小信號模型的基礎上利用開關電源零極點補償理論設計了系統(tǒng)的環(huán)路補償器，使用MATLAB軟件對系統(tǒng)的控制對象傳遞函數(shù)、環(huán)路補償器傳遞函數(shù)以及開環(huán)傳遞函數(shù)的Bode圖進行了仿真分析，以驗證環(huán)路補償設計的正確性，檢查系統(tǒng)的靜動態(tài)性能是否滿足設計要求。最后，根據(jù)結構和參數(shù)設計