外加电流阴极保护系统(ICCP)关键技术研究

摘要

随着科学技术的发展,大型轮船的工作条件(温度、压力、介质等)越来越苛刻,因而在大型轮船中，尤其是远洋货轮,由于腐蚀而造成的破坏事故比例日渐提高。船体腐蚀关系着货物安全、环境保护和船员生命的安全,关系到现代化建设,因而对大型船体进行防腐工作十分重要。本文主要对船体防腐蚀技术——外加电流阴极保护的部分关键技术作了详细地讨论与研究，主要内容如下：
　　（1）详细介绍了外加电流阴极保护技术（ICCP）的基本原理与系统构成，针对系统中功率因数校正（PFC）部分，同步移相全桥软开关（PSFB）主功率部分，反激辅助电源部分进行了详细的理论分析以及拓扑研究。
　　（2）针对外加电流阴极保护系统中功率因数校正部分，同步移相全桥软开关主功率部分，反激辅助电源部分进行了详细的电路设计。包括高频变压器设计，APFC电路，PSFB电路，MOSFET驱动电路设计等。
　　（3）针对外加电流阴极保护系统中远程监控部分进行了设计讨论，最后采用C＃+ASP.NET的语言和架构实现了网络化远程监控界面，使得用户可以通过浏览器的方式实现对系统电源数据的监控。
　　（4）最后基于对外加电流阴极保护系统关键技术的研究与设计，搭建了硬件实验平台，并进行了一系列实验验证，实验结果表明：本次对外加电流阴极保护系统关键技术所设计的电路模块以及WEB页面均能正常工作，能够达到预期设计目标。

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1 绪论

1.1 课题的研究背景

1.2 外加电流阴极保护系统相关技术现状及发展趋势

1.3 大功率开关电源拓扑

1.4 外加电流阴极保护系统的关键部分

1.5 课题主要任务

2 外加电流阴极保护系统设计方案

2.1 ICCP系统总体设计要求

2.2 外加电流阴极保护关键技术方案

2.3 本章小结

3 磁性元件的设计与研究

3.1 磁性元件的分类研究

3.2 损耗及温升

3.3 本章小结

4 主功率变换器的方案设计

4.1 主电路方案选择

4.2 同步全桥移相软开关拓扑

4.3 功率因数校正电路

4.4 本章小结

5 外加电流阴极保护系统硬件设计

5.1 输入整流滤波电路设计

5.2 PFC电路设计

5.3 MOSFET选型计算

5.4 输出滤波电感和电容设计

5.5 谐振电感设计

5.6 高频变压器设计

5.7 全桥移相脉冲控制发生器

5.8 MOSFET驱动电路

5.9 辅助电源的设计

5.10 本章小结

6 远程监控

6.1 远程监控简述

6.2 网络应用服务

6.3 ADO.NET

6.4 数据库选择

6.5 远程监控方案设计

6.6 远程监控方案功能验证

6.7 本章小结

7 关键电路实验结果及分析

7.1 反激辅助电源实验结果与分析

7.2 PFC电路实验结果与分析

7.3 移相全桥软开关电路实验结果及分析

7.4 实验平台及实物图

7.5 本章小结

8 总结与展望

参考文献

10硕士攻读期间发表成果

致谢

12附录I 电路原理图