用于中高压电力电子装置的高压隔离驱动电源的研究

摘要

本文以新型固态短路限流器为背景,研究了一种适用于中高压电力电子装置的多输出、高压隔离驱动电源.该电源由电流泵以及二次侧驱动模块组成.电流泵采用了负载谐振模式,输出为近似正弦波的高频电流源,输出线使用超高压绝缘的电缆线,作为所有二次侧驱动模块单匝的原边绕组,电源输出之间的隔离电压可以达到相当高的等级.驱动模块通过光纤传递信号,具有非常好的抗电磁干扰的能力,同时具有很高的电绝缘性能.新型电源还具有体积小、重量轻、效率高、可靠性强、价格低等显著优点.论文在分析了电流泵主电路及其谐振负载网络的工作原理后,针对二次侧驱动模块,给出了新型的交流母线结构,着重介绍了隔离变压器的选择,最后给出了电流型线性稳压和开关稳压两种电路.针对电源的各部分电路,给出了仿真及实验波形,结果证明,新型电源克服了原先电源存在的某些不足,具有更广阔的应用前景.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1电力电子在中高压大功率装置中的应用

1.2.大功率电力电子器件及其驱动的特殊性和重要性

1.2.1大功率电力电子器件

1.2.2大功率器件驱动的特殊性和重要性

1.3多输出高压隔离电源枚举

1.3.1传统的多路输出技术

1.3.2传统的高压隔离技术

1.4课题研究的内容和意义

第二章新型固态限流器及其多输出高压隔离驱动电源

2.1新型固态短路限流器的工作原理

2.1.1新型固态短路限流器原理在单相电网中的应用

2.1.2新型固态短路限流器原理在三相电网中的应用

2.2多输出高压隔离驱动电源的工作原理

2.2.1原理方框图

2.2.2电流泵主电路的分析

2.2.3电流泵控制电路的分析

2.2.4二次侧驱动模块的分析

2.2.5实验结果及波形

2.3本章小结

第三章新型电流泵的分析与设计

3.1辅助电源的分析

3.1.1主电路拓扑

3.1.2控制电路的分析

3.1.3交流母线的选择

3.1.4实验参数及结果

3.2电流泵主电路的工作原理

3.1.2主电路拓扑

3.1.3控制电路的分析

3.3电流泵的参数设计

3.3.1主电路参数设计

3.3.2电路仿真结果和波形

3.4本章小结

第四章电流泵负载谐振模式的分析与设计

4.1负载谐振模式的分析

4.1.1串联谐振模式的分析

4.1.2并联谐振模式的分析

4.2电流泵负载谐振电路的设计及电源调试

4.2.1并联谐振网络的设计

4.2.2两级LC谐振网络的设计及实验结果

4.3本章小结

第五章二次侧隔离驱动模块的分析与设计

5.1新型交流母线技术

5.2高压隔离变压器磁芯的选择

5.2.1磁芯损耗的分析

5.2.2变压器等效模型

5.2.3实验结果及磁芯的选择

5.3 DC(I)-DC(V)

5.3.1线性稳压型电路

5.3.2开关稳压型电路

5.4光纤及强触发电路

5.5实验结果及波形

5.6本章小结

结论与展望

参考文献

附录 硕士期间发表的论文

致谢

附录