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随着多电、全电飞机的发展,提高供电电源功率成为人们的共识,270V高压直流电源系统由于其重量轻效率高、容易实现不中断供电等优点在国外已得到了广泛的应用,而传统的机械式开关已不再适用,本文围绕应用于控制负载的小电流直流固态功率控制器以及应用于母线的大电流混合式功率控制器进行研究。 首先,针对270V高压直流系统,比较研究了常用的配电终端拓扑的优缺点,得出了分别适用于直流固态功率控制器与混合式功率控制器拓扑。在此基础上,分析了负载特点以及配电终端对系统的影响,得出研究270V高压直流配电终端的关键问题:负载兼容性、漏电流保护、短路保护以及SSPC并联。 接着,针对上文提出的四个问题,分别研究了几种解决方案,并进行仿真比较分析,从而得出了控制负载电压线性变化的驱动策略,解决了容性负载开通时冲击电流的抑制以及感性负载关断时感应电压的抑制问题;恒流放电的漏电流保护策略,解决了容性负载的放电以及配电终端关断时的负载电压钳位问题;带限流的短路保护控制策略,在负载发生短路故障时,配电终端可快速可靠的切断故障;初步研究了类似外部控制法的并联均流方案,提高了SSPC的容量,为其实现模块化、通用性打下了基础。 然后,在上文研究的控制策略的基础上,分析了配电终端中功率器件在各种负载类型下开通关断时的功率,着重分析了容性负载的开通过程,对配电终端的最大带容能力进行了理论分析,并且利用Saber仿真软件建立功率管的热模型,仿真分析配电终端的最大带容能力,与理论分析结果进行对比,得出了配电终端最大带容能力与开通时间的关系。 最后,制作了270V/20A的直流固态功率控制器以及270V/200A混合式功率控制器各一台,对上文研究的驱动策略、漏电流保护策略、短路保护策略、SSPC并联进行了实验验证,验证了策略的可行性;并且对上文最大带容能力的分析结果进行验证,得出分析结果正确。