于曉慧 趙悅 張國(guó)?!≠Z成閣
摘 要:傳統(tǒng)脈沖電源控制方式通常為開環(huán)式或單閉環(huán)式,輸出不穩(wěn)定且不可控,文章設(shè)計(jì)了基于移相控制的脈沖電源,主電路為全橋變換電路,并利用濾波電路對(duì)輸出采樣,輸出穩(wěn)定的雙脈沖方波,且電壓有效值50V-100V可調(diào),最后基于MATLAB/SIMULINK對(duì)電路進(jìn)行仿真驗(yàn)證。
關(guān)鍵詞:移相控制;脈沖電源;全橋變換電路;MATLAB仿真
中圖分類號(hào):TM46 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):2095-2945(2018)30-0163-02
Abstract: The control mode of traditional pulse power supply is usually open loop or single closed loop, and the output is unstable and uncontrollable. This paper designs a pulse power supply based on phase shift control. The main circuit is a full bridge transformation circuit, and the filter circuit is used to sample the output, stable double-pulse square wave, and the voltage 50V-100V RMS-adjustable. Finally based on MATLAB/SIMULINK, simulation of the circuit was conducted.
Keywords: phase shift control; pulse power supply; full bridge converter circuit; MATLAB simulation
1 概述
近年來,各行各業(yè)都在發(fā)展新工藝,隨之而來的是對(duì)新型電源的需求,例如新工藝脈沖電鍍對(duì)新型脈沖電源的需求,新型脈沖電源效率高于傳統(tǒng)直流電源,體積更小。本文主要研究電鍍用新型脈沖電源,并將移相控制ZVS-PWM DC/DC應(yīng)用到電源的設(shè)計(jì)中,得到輸出穩(wěn)定雙脈沖方波的電源。
2 全橋變換電路模型
脈沖電源主電路為全橋變換電路,典型全橋變換電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示[1]。
Q1-Q4是開關(guān)管IGBT,D1-D4為續(xù)流二極管,C1-C4是并聯(lián)電容,Tr為變壓器;變壓器的副邊電壓經(jīng)整流后作為系統(tǒng)的輸出V0,電感L2與電容C0及電阻R組成一個(gè)濾波電路,對(duì)輸出進(jìn)行采樣處理[2]。
3 移相控制策略
全橋變換電路使用移相控制策略,用移相角控制輸出功率,控制過程如圖2所示[1,3]。
移相控制過程采用雙閉環(huán)調(diào)節(jié)器,電壓采樣測(cè)得UC0,UC0與給定值U0比較,誤差經(jīng)PI電壓控制器調(diào)節(jié),得電流控制值,控制值與電流采樣iL2比較,輸出電流差值信號(hào),經(jīng)PI電流控制器調(diào)節(jié),輸出調(diào)制電壓u,調(diào)制電壓u經(jīng)PWM移相控制驅(qū)動(dòng)全橋變換電路開關(guān)管開斷,進(jìn)而控制輸出電壓V0[2,4,5]。
4 仿真與仿真結(jié)果
根據(jù)全橋變換主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及移相控制過程,在MATLAB/SIMULINK建立脈沖電源仿真模型,其中主電路仿真模型如圖3所示,移相控制器仿真模型如圖4所示。
仿真參數(shù):L1=4.5?滋H,L2=1H,C0=64mF,IGBT并聯(lián)電阻10?贅,并聯(lián)電容20?滋F,變壓器變比Kn=0.428,V0輸出串聯(lián)電阻電容負(fù)載,電阻100?贅,電容10mF,r=4?贅,系統(tǒng)時(shí)鐘周期TP=15?滋S,電壓外環(huán)采樣周期TV=50?滋S,設(shè)置移相控制頻率f=4kHz時(shí)的輸出波形,如圖5所示。
5 結(jié)束語
本文將移相控制應(yīng)用到脈沖電源中,通過控制全橋變換電路開關(guān)管的開斷,得到輸出穩(wěn)定雙脈沖方波的電源,并根據(jù)主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及移相控制理論策略,在MATLAB上對(duì)電路進(jìn)制仿真,最終,仿真結(jié)果驗(yàn)證電源設(shè)計(jì)合理。
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