【摘 要】
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本论文是对智能直流高压发生器设计和研究工作的总结,文中内容主要侧重于装置的系统方案设计和系统的功率电路部分设计。本装置基于开关电源技术,功率主电路采用半桥电路和全
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本论文是对智能直流高压发生器设计和研究工作的总结,文中内容主要侧重于装置的系统方案设计和系统的功率电路部分设计。本装置基于开关电源技术,功率主电路采用半桥电路和全桥电路级联的拓扑结构;半桥部分负责电压调节,全桥部分负责逆变;最后由倍压整流电路完成高压输出。单片机和CPLD协同工作完成装置的控制功能。文中对半桥和全桥变换器的各相关参数进行了详细的分析和设计,开关管采用IRFP460。在考虑整机的便携性和效率平衡的情况下,半桥变换器工作频率为40kHz,全桥变换器工作频率为20kHz。通过改变半桥变换器部分的PWM占空比实现输出电压的调节。磁性元件的设计是本装置的关键问题,包括半桥变换器中的高频变压器、输出滤波电感以及全桥变换器中的高频升压变压器。设计过程中,首先经过理论计算,确定基本参数,然后通过实验对其进行调节,最终设计出了性能良好的磁性元件。文中还对控制电路的结构及外围过压过流保护电路进行了介绍,并给出了部分单片机子程序和CPLD逻辑设计图。驱动电路的设计也是装置设计中的一个关键问题,本设计中,驱动电路采用安捷伦公司的A316J实现。驱动电路可以和单片机或CPLD直接相连,并能提供2A的最大驱动电流,完全满足设计要求。该装置的功率电路部分都制作出了实物并进行了大量实验,最终实现了装置的功率输出,文中给出了调试结果和波形记录。
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