高可靠性大功率電鍍電源研究.pdf

1、基于開關電源技術的電鍍電源因其卓越的性能，目前已在電鍍工業(yè)領域得到了廣泛應用。隨著計算機、微電子技術和電力電子技術的發(fā)展，具有低壓大電流輸出特性的電鍍電源成為研究熱點。國內(nèi)外在提高開關頻率、提高單機功率、提升電源效率、電磁兼容和可靠性等方面均進行了深入的研究。
　　本文從基礎設計上對電鍍電源進行了可靠性研究設計，包含可靠的電路拓撲結(jié)構(gòu)、可靠高效的功率調(diào)整控制方式、具有冗余度的安全保護措施、元器件和電路的抗干擾設計等。本文也對在滿足

2、可靠性要求下提高電源效率的方法進行研究設計。本設計主電路由抗磁通不平衡能力較強，結(jié)構(gòu)簡單功率適中的半橋拓撲結(jié)構(gòu)，低EMI、低溫升的環(huán)形磁芯變壓器及并聯(lián)全波整流輸出結(jié)構(gòu)構(gòu)成。主電路實現(xiàn)了電鍍電源的基礎可靠性。為兼顧控制可靠性和控制靈敏度，本設計使用了可逐周期限定和調(diào)節(jié)輸出電流的的雙閉環(huán)控制方式。本文對雙環(huán)控制系統(tǒng)進行建模分析，消除條件穩(wěn)定現(xiàn)象，設計合理的控制參數(shù)保證控制環(huán)路的穩(wěn)定性。雙環(huán)控制器與成熟可靠的PWM驅(qū)動芯片一起共同構(gòu)成了電源系

3、統(tǒng)的功率調(diào)節(jié)設計。為保證電源系統(tǒng)的可靠運行，本文設計了多重保護措施，包括具有故障自關斷能力的開關管驅(qū)動，獨立的基于FPGA的外部監(jiān)控保護電路，有利于遠程監(jiān)控運行參數(shù)的串行通信設計和能夠保留故障狀態(tài)的友好的人機界面。針對較為惡劣的電源工作環(huán)境，本設計選用抗干擾能力較強的元器件，采用降額設計，優(yōu)化電路結(jié)構(gòu)以保證電路的可靠性。同時，為提升電源效率，本文采用同步整流技術和簡單并聯(lián)輸出設計。為驗證設計方案，本文制作了一臺具有5~12V可調(diào)電壓輸出