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随着社会发展和进步,高压直流电源越来越多地被应用,而高压电源技术也在不断更新。最早,高压直流电源通常采用工频升压,通过二极管或晶闸管整流而得。它们因电路简单、技术成熟等优点得到应用,但由于其输出电压难以实现快速调节。适用于高压场合的三电平PWM整流电路因为能够实现单位化功率因数、能量双向的流动而得到大力研究。然而开关器件的耐压水平和复杂的控制策略限制了该电路的应用。高压开关电源采用高频逆变技术,实现了电源的小型化,但高压高频变压器的设计难题亟待解决。 因此,本文将PWM交流变换和整流电路有效组合,设计了一种基于新型结构的高压直流电源。交流变换部分为Buck三相AC斩波器,通过控制占空比调节交流电压,而串联式的二极管12脉波整流器为整流部分,以得到高压直流。 本文在单相PWM交流变换电路分析的基础上,详细阐述了三相PWM交流变换电路的工作方式和调压原理。简要介绍了12脉波整流电路的运行原理,并给出了理想情况下,输入电压与输出电压的精确表达式。根据给定的系统参数指标,完成了三相交流斩波电路与12脉波整流器的设计。控制系统采用电压闭环控制,即采样直流输出作为反馈,经数字PI调节器后,改变交流斩波器的占空比,从而稳定输出直流。在第四章中,给出了主程序流程和采样、保护及同步等硬件电路的设计。最后在MATLAB/Simulink环境下,搭建了系统仿真模型。仿真结果表明,该直流电源在输入电压及负载变化时,能够快速响应,输出稳定。研制了实验样机,实验结果表明本电路的输出稳定,精度高,从而验证了本课题的正确性和实用性。