50kHz/10kW数字化充电电源的研究

【摘要】：高频高压充电电源被广泛应用于电磁发射、激光器等大电流放电场合,在此特殊的应用环境下对高频高压充电电源的可靠性提出了严格的要求。因此本文以此为目标,研究了高频电容器充电电源技术,对充电电源高频化和数字化进行了重点研究,并研制了 50kHz充电电源样机。本文分析和研究了串联谐振式电容器充电电源的拓扑结构和工作原理,针对50kHz开关频率进行了参数设计和仿真计算,分析和设计了高频变压器,设计了光纤通信系统,包括上位机与下位机之间的光纤通信控制系统及负载电压光纤反馈系统,用于充电电源的远程控制,并提高控制信号及反馈信号的抗干扰性能。设定相应的通信协议,提高系统的精度。设计了各种功能电路,在满足整个系统工作需求的同时保证其可靠运行,并将上位机控制、DSP控制技术和电压电流测量技术相结合,设计了测量保护回路;搭建了体积小,功能完善的电容器充电电源,本文还针对充电电源样机的各项指标进行了试验验证。最后本文对两台充电电源并联运行的控制系统进行了设计,并通过对控制系统进行并联运行的静态测试和充电实验测试,记录并分析实验数据得知,将基于光纤通信的充电电源控制系统用于两台充电电源的并联运行中,可以得到良好的实验结果。