串联谐振式高压直流充电电源研制

摘要

侦查技术是军队的生命。通过电磁波的发射和接收来确定敌方目标的方位、距离等信息，是当代侦查技术的主流。而获取高频电磁波的重要途径之一，即是通过储存能量的高压脉冲电容器的瞬时放电来获取。近代发展起来的给高压脉冲电容器充电的高频谐振式恒流充电电源技术，具有充电电流恒定、充电速度快、效率高、功率密度大和抗短路能力强等优点，得到了越来越广泛的应用。
　　本文正是基于上述目的，设计了一套利用蓄电池作为供电电源的高压串联谐振式恒流充电系统。首先，通过理论分析，确认了电路工作在不连续电流工作模式下时，开关管工作在零电流开通和关断的软开关状态；其次，对不连续电流模式下电路工作状态进行了理论分析和数学推导，得出了谐振电流、谐振电容电压和负载电容电压的变化规律，证明了串联谐振电源的恒流特性；再次，通过PSpise对电路进行了仿真，证实了理论推导的正确性。
　　在理论分析和仿真测试的基础上，本文对串联谐振电源的研制进行了详尽的阐述。通过参数计算，确定完全以高频变压器漏感作为谐振电感并相继确认了电路的其它谐振参数；利用AP法理论推导和多次实验结合的方法，绕制出了输出性能理想的高频变压器；设计了以TL494芯片为核心的IGBT驱动控制电路和过充保护电路等。

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1 绪论

1.1 课题背景和意义

1.2 硬开关技术和软开关技术

1.3 电容器充电电源发展概况

1.4 串联谐振充电电源在国内外发展状况

1.5 本文的主要研究内容

2 串联谐振直流电源原理分析

2.1 高频串联谐振充电电路拓扑结构以及工作模式

2.2 工作于DCM模式下高频串联谐振充电电路过程分析

2.3 高频变压器分布参数的影响研究

2.4 本章小结

3 串联谐振充电电源仿真分析

3.1 理论过程的仿真分析

3.2 变压器分布电容对充电过程影响仿真分析

3.3 本章小结

4 串联谐振充电电源设计

4.1 输入直流电源

4.2 高频变压器的绕制

4.3 串联谐振逆变电路设计

4.4 采样反馈环节

4.5 控制电路

4.6 过充保护电路

4.7 充电试验及结果分析

4.8 本章小结

5 全文总结与展望

5.1 全文工作总结

5.2 本文的不足以及后续工作展望

致谢

参考文献