横机系统的开关电源关键技术研究

【摘要】随着电力电子技术的发展以及高性能的功率开关管和集成化芯片的出现，更小损耗、更低成本、更高效率的开关电源正广泛应用于通信、航天、家电等领域。在横机系统领域，其开关电源性能指标不同，采用的拓扑结构和工作模式也不同。本课题主要考虑从减少开关电源损耗与体积，降低成本和保证效率出发，研究横机系统的开关电源关键技术，对开关电源设计具有重要意义。本文针对横机系统的开关电源，研究了开关电源基本理论与应用特点，设计了基于断续模式的多路输出横机伺服驱动器的开关电源和基于共直流母线式横机选针系统的多种拓扑输出开关电源。主要内容如下：（1）介绍反激式变换器与正激式变换器的基本原理与应用特点，探讨了它们的优缺点。（2）针对横机伺服驱动器的开关电源，通过理论计算，分析了现有基于连续模式的多路输出横机伺服驱动器的开关电源损耗，设计了基于断续模式的多路输出横机伺服驱动器的开关电源，完成了输入电路、反激式变换器电路、输出电路、控制电路等硬件设计，具有输出电压稳定、高效率等优点。（3）针对横机选针系统的开关电源，改进现有横机选针系统采用的四路独立输出开关电源，通过对共直流母线式开关电源设计方案原理的分析，设计了基于共直流母线式横机选针系统的多种拓扑输出开关电源，完成了开关电源的主回路电路、+13V辅助输出、四路输出等硬件设计，具有成本低和体积小的优点。（4）制作了上述横机系统的开关电源样机，并进行测试。测试结果显示：横机伺服驱动器的开关电源输出电压精度均在97%以上，输出稳定，纹波小，效率高；横机选针系统的开关电源纹波和噪声控制在2%以内，输出稳定，带载能力强，并在横机系统中得到应用。
【作者】邹贤；
【导师】赵新龙；
【作者基本信息】浙江理工大学，控制理论与控制工程，2014，硕士
【关键词】开关电源；反激式变换器；正激式变换器；连续模式；断续模式；损耗；共直流母线；

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