400W工业控制计算机电源的设计与研究

摘要

工业控制计算机电源的设计涉及电力电子诸多技术的综合应用，如Boost PFC技术、DC/DC变换技术、多路输出技术、磁放大器后级调整技术，并联均流技术等。
　　 本文在设计一款400W工业控制计算机电源的基础上，重点研究了单相Boost PFC技术，包括平均电流控制型传统有桥PFC电路和单周期控制型无桥PFC电路。单独设计了一款600W单周期控制无桥PFC变换器与工控机PFC前级进行对比，分析了采用两种不同控制策略电路的特点，给出了实验波形，并对比分析了实验数据，验证了无桥PFC在低压输入时效率上的优势。
　　 同时对于在工控机调试过程中出现的环路互扰现象，本文进行了较为深入的理论分析，建立了带磁放大器后级调整多路输出直直变换器的小信号模型，阐述了环路互扰现象产生的机制。指出互扰产生的主要原因是主路与辅路之间交叉输出阻抗不为零，造成相互耦合，导致输出失稳，纹波剧增。在此基础上提出减小互扰的方法，加大斜坡补偿深度或提高主环路截止频率。并通过实验验证了方案的有效性和可行性。
　　 最后，在第四章给出了400W工业控制计算机较为详细的设计过程及电路参数。并在第五章给出了相关实验波形。