串联谐振式电网充电器及其控制系统研究

摘要

应用于激光电源的脉冲电容充电技术的研究已经进行了许多年，并在各个方面都取得了不错的发展。文章首先介绍了激光电源系统的发展概况，继而将整个脉冲电容充电技术进行对比分析，从理论层面上对串联谐振恒流充电技术的优点进行了详细的说明。
　　本文研究来源于课题组的科研项目，对激光电源的前级储能电容的充电主电路进行分析与设计，因此在设计时要多方面考虑工程实际中可能出现的各种问题，严格遵循设计要求，合理设计电网充电器的主电路。通过对主电路中每个部分功能的分析，确定电路结构，计算元器件基本参数，完成具体的选型任务。为了对理论分析结果进行验证，采用MATLAB软件中的Simulink模块对所设计的主电路进行仿真分析，得出在各种情况下电压和电流等电量的仿真波形，从而加深对电网充电器工作过程的理解。
　　通过分析电网充电器工作原理，可以了解其控制系统必须要完成的基本控制功能。本文将从基本的控制层面入手，逐步细化分析，得到控制系统必须具备的各种基本组件，从功能上确定控制系统的基本构成。采用DSP28335作为控制系统的核心，合理设计各个外围电路模块，从芯片级别对控制系统各部分的电路结构进行说明，并简述其基本工作原理，进而对显示板和控制板进行原理图和 PCB绘制。在此基础上，对整个系统的控制思路、控制策略和软件实现进行介绍与说明，并通过实验进行调试，分析实验波形，得出相应结论，进行原理验证，为下一阶段的设计修改指明方向。

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1绪论

1.1本文研究的背景

1.2国内外研究现状

1.3本文的研究内容和意义

2电网充电器的工作原理分析

2.1串联谐振恒流充电原理分析

2.2带高频变压器的串联谐振电路原理分析

2.3本章小结

3电网充电器主电路的设计与仿真分析

3.1电网充电器主电路的基本结构

3.2电网充电器主电路的参数设计与选型

3.3电网充电器主电路的仿真分析

3.4本章小结

4电网充电器控制系统的硬件设计

4.1电网充电器控制系统简介

4.2电网充电器控制系统的详细设计

4.3电网充电器控制系统的硬件设计

4 .4电网充电器控制板和显示板的PCB绘制

4.5本章小结

5电网充电器控制系统的软件设计及实验分析

5.1电网充电器控制系统的控制策略

5.2电网充电器控制系统的软件实现

5.3电网充电器的实验结果分析

5.4本章小结

6全文总结和展望

6.1本文完成的工作

6.2不足和展望

致谢

参考文献