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可编程控制直流电源(Programmable DC Power Supply)简称程控直流源,广泛应用于航空航天与卫星测试系统、半导体加工与老化系统、新能源研发测试系统等场合。通过调查、总结市场上现有大功率(>1 k W)程控直流源的产品,发现欧美日等国的仪器仪表电源制造商的产品占领了大量中高端市场,而国内仪器仪表电源制造商由于起步较晚,再加之研发投入不足与研发实力较弱,导致产品无法在中高端市场与欧美日等企业竞争,所以深入研究程控直流源对大功率程控直流源的中高端产品国产化具有重要意义。大多数大功率程控直流源功率电路采用了PWM全桥硬开关电路作为DC-DC级电路的拓扑,导致其效率较低,而将软开关技术应用到程控直流源中可以提高效率并优化输出电压纹波等指标,因此采用Boost有源功率因数校正电路(AC-DC)和ZVS PWM移相全桥电路(DC-DC)作为程控直流源的两级拓扑,设计一款宇航通用的最大输出功率2 k W,宽输出范围0 V~60 V/0 A~34 A的程控直流源。对Boost有源功率因数校正电路工作原理进行分析,选择电感电流连续工作状态的平均电流控制策略,根据其工作原理建立小信号模型,设计功率电路参数与控制器参数。分析Tr-Lag-TC型ZVS PWM移相全桥的工作原理,根据各模式的工作时序图分阶段分析移相全桥电路的运行状态。考虑占空比丢失的情况,由Buck电路进而推导出移相全桥电路的小信号模型。设计功率电路参数,根据恒压与恒流的不同工作模式设计控制器参数。对程控直流源的低输出电压纹波、高效率、宽输出电压电流范围的实现以及宽输出范围的控制进行探究,分析实现各指标的根本机理,通过采用多种非常规的电源设计方法与手段改进电路工作状态,以此实现目的指标。在仿真软件中对Boost有源功率因数校正电路与ZVS PWM移相全桥电路分别进行仿真后,进行联合仿真验证动态与稳态条件下整机可以正常工作。搭建硬件实验平台,两级电路分别进行测试后联机调试,满足各项测试指标,完成原理样机。