毕业设计_50kv直流高压电源的设计.doc

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1、毕业论文(设计)题目50kV直流高压电源的设计学生姓名学号院系专业指导教师X年X月X日目录1引言12高压直流电源的概述12.1开关直流电源的种类12.2高压直流电源发展中的问题和难点22.3国内外研究现状和发展趋势33高压直流电源的主电路设计43.1低压直流电路的设计43.1.1整流电路43.1.2稳压电路设计53.2逆变电路设计63.2.1逆变谐振电路拓扑结构的比较63.2.2振荡逆变电路的设计83.2.3半桥逆变电路开关器件的选取93.2.4控制器原理93.3脉冲变压器103.3.1脉冲变压器的原理1

2、03.3.2脉冲变压器的选择113.4倍压电路的设计123.4.1倍压电路的原理123.4.2倍压电路的具体设计144仿真与分析154.1Proteus简介及其特点154.1.1Proteus简介15I4.1.2Proteus的特点154.2基于Proteus的电路仿真154.2.1电压频率对稳定时间以及纹波系数的影响164.2.2电容大小对纹波的影响184.2.3倍压电路电容、高压硅堆与电阻的选取194.3串级高压整流电路的结构设计205总结20参考文献20致谢22ABSTRACT23I50kV直流高压

3、电源的设计摘要：设计了一种0～50ｋＶ可调的直流高压电源，通过AC-DC-AC-DC变换技术实现。本电源主要由低压直流电源、稳压电路、振荡逆变电路及倍压电路组成。通过将市电（即220V民用电）降压、整流、稳压、逆变、振荡、升压、倍压整流等环节变换成高压直流电源。该电源输出电压在0～50kV范围内可调，纹波系数≤5%。最后进行了了5倍压串级整流发生器的结构设计.关键词：高压直流电源；整流稳压；逆变；升压；串级整流发生器1引言高压直流电源是将工频电网电能转变成特种形式的高压电源的一种电子仪器设备，高压直流电源

4、按输出电压极性可分为正极性和负极性两种。高压直流电源已经广泛应用于各行各业，在兆瓦级加速器设计中直流高压电源可以达到90％以上的能量转化效率，较好的满足了其需求。而在日常生活中，直流电源应用非常广泛，小至家用电器的供电电源，大至大型发电厂、水电厂、超高压变电站、无人值守变电站作为控制、信号、保护、自动重合闸操作、事故照明、直流油泵、各种直流操作机构的分合闸，二次回路的仪表，自动化装置的控制交流不停电电源等用电装置的直流供电电源。其也广泛应用于军事及其科学研究等领域。直流高压电源也有一些先进的变换技术，如零

5、电流串联和并联谐振开关技术（即ZCS）；零电压LCC谐振逆变技术（即ZVS）； 软开关和相控谐振技术；正反激励和推挽逆变器技术。高压直流电源有着广阔的发展前景。本文设计了一种50kV直流高压电源。其特点是直流高压从0～50kV连续可调，纹波系数小于5%，体积小、重量轻、绝缘性好、性能稳定。可用于为高压储能网络充电，也可单独作为一种直流高压电源使用。2高压直流电源的概述2.1开关直流电源的种类开关型直流电源与线性直流电源不同，直流电源就是开关型直流电源，它的电路型式主要有单端反激式，单端正激式、半桥式、推挽

6、式和全桥式。它和线性直流电源的根本区别在于它变压器不工作在工频而是工作在几万赫兹到几兆赫兹。功能管不是工作在饱和及截止区即开关状态；开关直流电源因此而得名[1]。开关直流电源的优点是体积小，重量轻，稳定可靠；缺点相对于线性直流电源来说纹波较大（一般≤1%(P-P)，好的可做到十几mV(P-P)或更小)。它的功率可自几瓦－几千瓦均有产品，价位为3元－十几万元/瓦不等，下面就一般习惯分类介绍几种开关直流电源：(1)通信直流电源通信直流电源其实质上就是DC/DC23变换器式直流电源，只是它一般以直流－48V或－

7、24V供电，并用后备电池作DC供电的备份，将DC的供电电压变换成电路的工作电压，一般它又分中央供电、分层供电和单板供电三种，以后者可靠性最高。(2)电台直流电源电台直流电源输入AC220V/110V，输出DC13.8V，功率由所供电台功率而定，几安几百安均有产品.为防止AC电网断电影响电台工作，而需要有电池组作为备份，所以此类直流电源除输出一个13.8V直流电压外，还具有对电池充电自动转换功能。(3)模块直流电源随着科学技术飞速发展，对直流电源可靠性、容量/体积比要求越来越高，模块直流电源越来越显示其优越

8、性，它工作频率高、体积小、可靠性高，便于安装和组合扩容，所以越来越被广泛采用。目前，目前国内虽有相应模块生产，但因生产工艺未能赶上国际水平，故障率较高。(4)AC/DC直流电源该类直流电源也称一次直流电源，它自电网取得能量，经过高压整流滤波得到一个直流高压，供DC/DC变换器在输出端获得一个或几个稳定的直流电压，功率从几瓦－几千瓦均有产品，用于不同场合。属此类产品的规格型号繁多，据用户需要而定通信直流电源中的一次直流电源（AC