强磁场高稳定度电源软开关dc-dc变换器的研究

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1、分类号密级UDC编号中国科学院研究生院硕士学位论文强磁场高稳定度电源软开关DC-DC变换器的研究陈滋健指导教师刘小宁研究员中国科学院合肥强磁场科技研究中心申请学位级别硕士学科专业名称电工理论与新技术论文提交日期2008.04.30论文答辩日期2008.06.04培养单位中国科学院合肥物质科学研究院学位授予单位中国科学院研究生院答辩委员会主席赵涛副教授声明声明本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的

2、研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于我的培养单位－中国科学院合肥物质科学研究院。本人签名：日期：摘要摘要强磁场高稳定度电源对于输出纹波电流有非常严格的要求，所以必须设置有源直流电力滤波器。线性并联有源电力滤波器具有响应速度快、损耗低的优点，而且无高频脉冲电流和严重的电磁干扰，非常适合强磁场高稳定度电源的应用。但因为调整管工作在线性区，这种方案有一个必须考虑的关键问题：线性调整管的管压降应控制在一定范围内以保证没有显著的损耗。本论文旨在研究一种基于电流滞环控制的ZVS-CV(ZeroVolta

3、geSwitching–ClampedVoltage)软开关DC-DC变换器，它具有自动跟踪相控整流器输出的能力，从而达到限制调整管压降的目的。这对于线性并联有源滤波器的稳定工作以至强磁场电源输出纹波电流的有效抑制至关重要。本论文首先阐述了线性并联有源滤波器的基本原理，接着分析了强磁场线性并联有源滤波器对DC-DC变换器的要求。在研究比较各类拓扑结构的软开关DC-DC变换器后，提出ZVS-CV的拓扑结构。进而根据电源的性能指标对其作具体分析与设计，并且优化电路参数，进行系统仿真计算。在理论研究的基础上确定实验方案，通过样机实验验证，获取实验数

4、据，并进行总结。实验结果表明本文所述的DC-DC变换器具备良好的稳态和动态跟踪特性，而且能够在不同负载情况下实现软开关。关键词：软开关，ZVS-CV变换器，线性并联有源滤波，电流滞环控制IABSTRACTStudyonSoft-SwitchingDC-DCConverterfortheHighMagneticFieldPowerSupplyChenZijian(Major：ElectricTheory&NewTechnology)DirectedbyProf.LiuXiaoningAbstractAnActivePowerFilter(APF

5、)shouldbeemployedintheHighMagneticFieldpowersupplybecauseofitsstrictrequirementforoutputcurrentripple.Consideringtheadvantagesoffastresponse,highregulatingprecisionandgoodEMCperformance,theLinearParallelAPFisagoodtopologyfortheHighMagneticFieldpowersupply.However,thevoltage

6、dropofregulatingtransistorsshouldbecontrolledatlowerlevelbecausetheyworkinlinearregion.ThepurposeofthisthesisistostudyaZVS-CV(ZeroVoltageSwitching–ClampedVoltage)soft-switchingDC-DCconverterbasedonhysteresticcurrentcontrolmethod,whichcanautomaticallytracktheoutputvoltageoft

7、hephase-controlledrectifiertolimittheregulatingtransistorvoltagedrop.TheconverterisveryimportanttostabilizetheLinearParallelAPFandsuppresstheoutputcurrentrippleoftheHighMagneticFieldpowersupply.TheprincipleofLinearParallelAPFwasfirstlydescribed,andsubsequentlytherequirement

8、softheDC-DCconverterwereanalyzed.VariouskindsofsoftswitchingDC-DCconvertersarerese