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通信开关电源的性能优化研究

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导师姓名
张立伟
学科专业
电气工程(专业学位)
文献出处
北京交通大学   2019年
关键词
通信开关电源论文  有源功率因数校正论文  无源无损论文  移相全桥论文  倍流整流论文  模糊论文
论文摘要

当今社会发展日新月异,对能源的需求不断加大,高效利用成为人们研究的必然趋势。通信电源在人们生活中的作用格外重要,需要保持安全可靠运行,保障通信系统功能。本文针对通信电源中的整流模块即通信高频开关电源进行性能优化的研究,有助于研制高效率高功率密度的通信开关电源,对经济效益、社会效益具有重要意义。本文从通信高频开关电源的各个组成部分着手,详细分析了电路中存在的问题及不足,提出改进方案。通过改进电路拓扑结构、优化关键器件参数、改进控制方法对电源进行性能优化。在功率因数校正部分,由于传统boost PFC是硬开关工作状态,存在开关损耗,且电路可靠性较差,通过加入无源无损缓冲网络的方法来实现boost电路的软开关工作模式,从而减小开关损耗,并通过加入保护电路来提高电路的可靠性。在移相全桥ZVS电路部分,由于传统移相全桥电路存在副边占空比丢失的问题和副边整流二极管寄生振荡的现象,通过采用倍流整流电路并在原边加入隔直电容的方式来解决,提高了电源的利用率。由于常规PI控制无法进行在线的PI参数调整,对环境的适应性差,通过采用模糊自适应整定PI控制器替代常规PI控制器对开关电源进行控制,获得了更加优越的性能。利用MATLAB软件对模糊控制器进行了详细的设计,并搭建了移相全桥ZVS电路的Simulink模型进行模糊PI控制的仿真,与常规PI控制进行对比分析,结果表明模糊PI控制器的优越性。对整体电源进行了设计,制作了有源功率因数校正电路样机进行实验分析,实验结果表明理论分析的正确性。

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