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大功率高頻歐瑪爾OMAL開關(guān)電源同步整流器研究與設(shè)計(jì)
電源是各種電力、電子等設(shè)備*的電力源泉。歐瑪爾OMAL開關(guān)電源具有效率高、功耗低、體積小、質(zhì)量輕等顯著優(yōu)點(diǎn),電源效率可達(dá)到80%以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于線性電源的轉(zhuǎn)換效率。歐瑪爾OMAL開關(guān)電源有著廣泛的發(fā)展前景,是電源設(shè)計(jì)制作的發(fā)展方向,也是當(dāng)今大功率電源研究的主流方向。

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其應(yīng)用行業(yè)廣泛,既包括工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域的電鍍、勵(lì)磁等行業(yè),也包括民用領(lǐng)域的通信、計(jì)算機(jī)、家用電器、交通設(shè)施等。這類領(lǐng)域?qū)﹄娫摧敵龅男枨笥幸粋€(gè)共同的特點(diǎn)：大功率、大電流。然而,由于電流較大的特性,設(shè)備損耗問題則顯得尤為嚴(yán)重,這意味著提高效率是此類整流器的重點(diǎn)與難點(diǎn)。 基于以上需求,本文首先介紹了大功率的歐瑪爾OMAL開關(guān)電源的發(fā)展概況及其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),詳細(xì)分析了帶有變壓器隔離的歐瑪爾OMAL開關(guān)電源中DC-DC變換部分的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)種類,在此基礎(chǔ)上選擇了zui合適的大功率歐瑪爾OMAL開關(guān)電源拓?fù)洹Ｑ芯苛嗽跉W瑪爾OMAL開關(guān)電源的變壓器次級(jí)整流中引入的同步整流技術(shù),并結(jié)合移相全橋軟歐瑪爾OMAL開關(guān)技術(shù)(PS-ZVS)分析了所選擇的的大功率歐瑪爾OMAL開關(guān)電源同步整流器的電路運(yùn)行原理及方式。結(jié)合大功率歐瑪爾OMAL開關(guān)電源設(shè)計(jì)的特點(diǎn)以及對(duì)電路的分析,對(duì)該電源的主要部分進(jìn)行了參數(shù)的計(jì)算,并依此為根據(jù)對(duì)電路各個(gè)功率歐瑪爾OMAL開關(guān)管元器件進(jìn)行了選擇,給出了主電路隔離變壓器的參數(shù)選擇及其原副邊電壓電流大小的計(jì)算方法以及高壓直流側(cè)、輸出側(cè)儲(chǔ)能濾波電容與電感的計(jì)算方式。同時(shí),本文研究了基于同步整流技術(shù)的歐瑪爾OMAL開關(guān)電源的控制方式,提出了一種新的控制架構(gòu)的控制平臺(tái),采用相移式PWM軟歐瑪爾OMAL開關(guān)控制芯片UC3879和復(fù)雜可編程邏輯器件FPGA協(xié)同控制的方式,設(shè)計(jì)了以UC3879為主控芯片的核心控制板。研究了電路中功率歐瑪爾OMAL開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)電路,選擇了驅(qū)動(dòng)控制芯片并設(shè)計(jì)了功率器件的驅(qū)動(dòng)電路板。

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采用verilog HDL硬件語言編寫了FPGA的控制程序,成功實(shí)現(xiàn)了次級(jí)同步整流信號(hào)控制、PI調(diào)節(jié)器以及其他各種信號(hào)的綜合與控制。 zui后,本文設(shè)計(jì)了一臺(tái)高效率的大功率移相全橋零電壓歐瑪爾OMAL開關(guān)同步整流器樣機(jī)作為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),通過在該樣機(jī)中進(jìn)行實(shí)際實(shí)驗(yàn)測(cè)試,給出了實(shí)驗(yàn)波形,證明了該設(shè)計(jì)的具有功率大、效率高等特點(diǎn)。