2.5V/18KA超導磁體模型線(xiàn)圈電源設計
根據參數值搭建原理圖,借助ORCAD PSpcie仿真獲得輸出電流電壓紋波波形??芍?,該設計完全能滿(mǎn)足設計要求,但仿真中很多元器件都是工作在理想狀態(tài),與實(shí)際使用的元器件存在一定的偏差。電源裝配期間遇到一些與理論設計不相符的地方,最后在初始設計基礎上進(jìn)行調整,依舊可獲得較好的實(shí)驗結果。在理論指導的基礎上進(jìn)行電源裝配,設計出能夠滿(mǎn)足要求的負載,獲取實(shí)際輸出電壓和電流波形進(jìn)行分析,獲得改進(jìn)措施。
基于全橋移相控制芯片UCC3895做出樣機,設計滿(mǎn)足要求的負載,通過(guò)長(cháng)期穩定的實(shí)驗獲得輸出電流紋波和電壓紋波波形。圖5分別示出輸出電流、電壓紋波波形。由圖5a可知,計算可以得到電流紋波有效值為11 A,小于當初設計值12A。由圖5b可知,電壓紋波峰-峰值為120 mV,有效值約為67 mV,大于當初的設計值25 mV,顯然在消除電壓紋波方面要做出改進(jìn)。本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/177629.htm
實(shí)驗采用阻感性負載,造成輸出電壓紋波大的原因可能有兩個(gè):①輸出濾波電容存在等效串聯(lián)電阻和接觸電阻;②控制方案和控制參數選取不合適。通過(guò)對圖5b的分析可知,電壓紋波中包含較多的低頻紋波,由于樣機采用電壓控制模式,響應速度慢,低頻的紋波很難消除干凈,致使輸出電壓中包含輸入電壓低頻紋波成分,這類(lèi)紋波可通過(guò)增大PI調節器的增益或改為大P調節器和適當增加輸入濾波電容C1而得到有效解決。
6 結論
基于上述拓撲結構可以制造出滿(mǎn)足參數要求的高頻開(kāi)關(guān)電源。由于樣機只是調試階段,所以在反饋控制時(shí)沒(méi)有采用雙閉環(huán)控制,以致輸入端混入低頻紋波,樣機在手工接線(xiàn)和組裝時(shí)較為粗糙,導致與輸出濾波電容串聯(lián)的等效電阻較大。在這兩個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn),電壓紋波最后能滿(mǎn)足要求。此電源通過(guò)功率變換結構的合理選擇以及器件參數的優(yōu)化,有效地解決了傳統電源中存在的效率低、體積大、動(dòng)態(tài)性能差等問(wèn)題。另外通過(guò)實(shí)驗人員連續10 h的帶載運行可知,該設計滿(mǎn)足開(kāi)關(guān)電源的可靠性要求。
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