【摘 要】
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负离子发生器是产生有益负离子必不可少的设备,通常此类设备是通过高压直流电源将低压交流电变为其所需的高压直流电。相对于传统的电源而言,开关型高压直流电源可以做到体积更小、重量更轻、效率更高,而且更加稳定可靠。本论文针对负离子发生器对高压直流电源的需求,首先对可采用的电源拓扑进行了分析与对比,为了满足输出电压和控制精度的要求,确定选用交—直—交—直拓扑结构,并选定了各模块中所使用的电路,使10k V/
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负离子发生器是产生有益负离子必不可少的设备,通常此类设备是通过高压直流电源将低压交流电变为其所需的高压直流电。相对于传统的电源而言,开关型高压直流电源可以做到体积更小、重量更轻、效率更高,而且更加稳定可靠。本论文针对负离子发生器对高压直流电源的需求,首先对可采用的电源拓扑进行了分析与对比,为了满足输出电压和控制精度的要求,确定选用交—直—交—直拓扑结构,并选定了各模块中所使用的电路,使10k V/50Hz的三相交流电经过降压变压器、12脉波不可控整流电路、LC滤波电路、IGBT作为开关元件的三电平逆变电路、高频升压变压器、高压输出整流电路后,得到设计要求的200k V/30A高压直流电。随后根据电源的技术指标,计算各电路中元器件的参数,并给出了选型方案,同时对IGBT并联均流和二极管串联均压问题做出了简要说明。高压直流电源的控制电路以TMS320F2812为核心,初步设计了F2812的最小系统和外围电路,包括电源电路、晶振电路和串口电路以及PWM驱动电路、采样调理电路和保护电路等。最后借助Matlab软件对电源的整体系统进行仿真,同时利用Ansys EM 19.2软件模拟出高频升压变压器运行时的电磁场分布,验证了该方案的合理性和可行性。
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