【摘 要】
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多电飞机因其先进性和高效性是未来航空器的发展方向。目前,多电飞机型号繁多,地面维护时需要115V/400Hz、28V直流、70V直流和270V直流等保障电源作业,造成地面保障电源系统复杂、保障作业效率低等问题,对其统一保障是待解决的关键问题。针对上述问题,本文提出新型兼容115V/400Hz、115V/50Hz和直流输入,0-280V直流输出的地面直流电源系统,该系统配合1台400Hz中频电源可完
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多电飞机因其先进性和高效性是未来航空器的发展方向。目前,多电飞机型号繁多,地面维护时需要115V/400Hz、28V直流、70V直流和270V直流等保障电源作业,造成地面保障电源系统复杂、保障作业效率低等问题,对其统一保障是待解决的关键问题。针对上述问题,本文提出新型兼容115V/400Hz、115V/50Hz和直流输入,0-280V直流输出的地面直流电源系统,该系统配合1台400Hz中频电源可完成全系列多电飞机地面保障任务。为进一步降低损耗,该电源采用三相同步整流电路、多管MOSFET并联降压斩波器结构,文中分析了主电路拓扑、控制策略、MOSFET器件的均流控制策略,并研制了一台90kW原理样机,实验结果表明该电源系统具有高效率、保障范围广等特点。本文的主要研究工作有:（1）多电飞机用灵活供电直流电源拓扑结构及工作原理分析。给出灵活供电直流电源拓扑结构及工作模态。该电路由三相同步整流变换器、多MOSFET并联、降压斩波电路组成。分析三相同步整流电路和Buck变换器的工作原理,研究输入电流检测过程中存在延时、误差等问题,提出基于输入电流检测的同步整流控制策略。建立Buck变换器小信号数学模型,采用频域法分析其稳定性,利用开环状态下的Bode图和Nyquist曲线设计调节器参数构建电压、电流双闭环控制策略。通过仿真验证电路拓扑及其控制策略有效性。（2）MOSFET器件并联均流策略研究。针对三相同步整流电路多MOSFET器件并联引起的均流问题,分析影响多管并联均流特性的因素,研究MOSFET阈值电压、通态电阻、器件分布、驱动延时和外电路布局对并联动态静态均流的影响。基于PSPICE构建三相同步整流多管并联的仿真模型,验证理论分析结果,提出MOSFET并联均流控制策略。（3）90kW灵活供电直流电源实验样机研制。根据设计参数要求,对主功率回路、控制电路、驱动电路进行设计。功率回路包括MOSFET选型、电感选型、滤波电容选型和软起动电阻选型。控制电路包括电压、电流采样电路和继电保护电路设计,驱动电路设计及相关器件选型。基于TMS320F28335芯片设计软件算法。包括基于输入电流检测控制策略和双闭环控制策略,给出主程序和中断程序算法流程图。（4）90kW直流电源样机的实验研究。根据设计结果搭建一台90kW灵活供电的直流电源实验样机,对输入为115V/400Hz、115V/50Hz和直流电压,输出0-280V直流电源的性能验证。主要包括:输入工况适应性实验,如115V/400Hz、115V/50Hz和直流电压输入,输出工况适应性实验,如270V、28V输出,动态加减载实验等,验证理论分析正确。
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