电池充电式双管正激高频开关电源的研究与设计
馈线终端装置FTU安装在10KV馈电线路上,对柱上开关进行监控,完成遥测、故障检测功能,并与配电自动化主站通信,提供配电系统运行情况和各种参数即监测控制所需信息,对配电设备进行调节和控制,实现故障定位、故障隔离和非故障区域快速恢复供电功能.FTU中的高频开关电源不仅要供FTU自身用电,还要供给通信模块,控制回路跳合开关等.多年的运行情况表明:FTU长期运行在户外恶劣的环境里,需要具有防雷、防雨、防潮等要求,其电源是出问题最多的部件,成了影响其稳定可靠的关键技术.本文采用双管正激拓扑设计了一款可以满足FTU供电要求的电池充电式电源模块,文章首先分析了国内外高频开关电源的发展和现状,介绍了开关电源中常见的DC-DC变换器的拓扑结构、原理特性,然后着重介绍了双管正激变换器的工作原理、波形分析,接着对开关电源的每一部分进行设计分析,从平均开关模型建模方式入手,研究了功率拓扑部分的结构特点,并建立了它的传递函数,经过分析后得到简化后的功率部分传递函数;从电流环的特点入手建立了它的传递函数,并把它并入到功率部分的传递函数中;采用芯片UC3844、光耦、TL431等元件构成了系统的电压环,给出了电压环的模型分析和零极点作用分析.通过Matlab研究了系统功率部分和补偿后的开环波特图,表明系统模型是准确可靠的.最后通过对电源模块进行了一系列测试和检验,分析了电源主要部分的工作波形.实验表明所设计的模块动态性能优越,能够稳定工作在设定电压,工作效率达到80%以上,各个保护电路能够可靠工作,完全满足设计要求.由于开关电源工作环境复杂、内部元件种类多样,在工作时很容易出现各种各样的故障,本文最后简单的介绍了开关电源常见的故障以及相应的解决方法.
- 作者：
- 范敬柱
- 学位授予单位：
- 辽宁科技大学
- 专业名称：
- 控制科学与工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2015年
- 导师姓名：
- 张勇
- 中图分类号：
- TN86
- 关键词：
- 开关电源；控制环路；稳定性
- sISwitching power supply； The control loop； Stability