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【我的畢設作品】基于LC諧振變換器的電容充電電源
閱讀: 1860 |  回復: 14 樓層直達

2019/06/06 17:08:08
1
WILLbe
電源幣:73 | 積分:3 主題帖:1 | 回復帖:10
LV2
班長

QQ截圖20160321155901 內容精選】管理員精心選擇的優質內容 快來討論吧


我的課題是做一個電容充電器,給斷路器的分合閘儲能電容充電。

電容的充電特性:

?充電初始時刻相當于短路  負載不斷變化
? 存在“電壓跌落”效應 電容器的保壓性能跟電壓、溫度成反比

?電容器的壽命(電容值)跟重復頻率成正比

因此需要一種恒流充電實現快速充電并且延長電容器的壽命。

常規的電容充電有以下幾種方式:

我選擇選擇拓撲方式:全橋串聯諧振

LC諧振頻率大家都知道怎么計算,因此小弟就不多說,規定諧振頻率為Fr,開關頻率為Fs。根據開關頻率的不同存在兩種種模式:斷續模式和連續模式,當fs < fr/2 為連續模式,一個開關周期包括兩個完整的諧振周期,且其電流斷續工作,為電流不連續模式(即 DCM 模式)。選擇此方式能夠實現開關器件零電流通斷,損耗低且電磁干擾小。諧振電流的波形如圖:

可以看出:

(1)  在輸入電壓以及其他電路參數一定的情況下,負載電容充電電流恒定不變,只取決于開關頻率,與負載電壓無關。

(2)充電電壓不取決于開關頻率,只是隨開關次數成線性正比增長。在沒有高頻變壓器的情況下,負載電容的電壓最大值即為輸入直流母線的電壓值。

(3)  諧振電容電壓會在每一個諧振周期后產生一定的殘壓,且這個殘壓值隨開關次數成等比增加(即每個周期增加的幅值大小相同)。

(4)在充電過程中,流經開關管的正向諧振電流峰值逐漸變大,在末期最大能達到初始值的近兩倍;反向諧振電流峰值減小,直到減為零。

(5)  由于在實際中,負載  C2 的值遠大于諧振電容 C1 的數值,電源充電時,充電電壓在每個周期內變化的幅度很小,且是“恒流”充電,因此可以應用開環控制的控制策略,不需閉環反饋,只控制開關次數即可控制輸出電壓的大小。

基本原理就到此位置。

我是通過變頻控制實現期望的充電電流,當然這其中包括DSP控制程序的編寫、電流電壓的采樣、光耦隔離驅動等工作,就不一一說明了,下面貼幾張實物圖:

標簽 經歷分享

電源網-天邊在2019-07-18打賞該貼 +10 電源幣 打賞理由:很不錯的分享

2019/06/07 09:21:14
2
wk17763345115
電源幣:0 | 積分:3 主題帖:0 | 回復帖:4
LV1
士兵
謝謝 從中學到了很多東西
2019/06/10 13:08:33
5
電源網-璐璐
電源幣:1092 | 積分:76 主題帖:268 | 回復帖:1499
LV10
司令
2019/06/07 09:54:52
3
WILLbe
電源幣:73 | 積分:3 主題帖:1 | 回復帖:10
LV2
班長
共同進步鴨
2019/06/10 11:06:53
4
電源網-璐璐
電源幣:1092 | 積分:76 主題帖:268 | 回復帖:1499
LV10
司令
棒棒棒!大家可以一起學習學習哈
2019/06/26 13:34:51
6
afeia168
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:0 | 回復帖:4
LV1
士兵
版主可以把論文帖出來看一下不,沒有用模擬IC 嘗試這個充電可能性嗎
2019/06/26 14:37:10
7
WILLbe
電源幣:73 | 積分:3 主題帖:1 | 回復帖:10
LV2
班長
模擬IC當然有比如UC3861,MC33066等諧振IC,但是可擴展和智能程度不高,因此采用數字處理器。
2019/06/26 14:41:53
8
WILLbe
電源幣:73 | 積分:3 主題帖:1 | 回復帖:10
LV2
班長

2019/06/26 14:42:20
9
WILLbe
電源幣:73 | 積分:3 主題帖:1 | 回復帖:10
LV2
班長

充電時間 大概5s充到了300V

2019/07/06 17:49:26
10
WILLbe
電源幣:73 | 積分:3 主題帖:1 | 回復帖:10
LV2
班長

分享下經驗:

在實際電路中,隨著電容輸出電壓的上升,恒流效果變差,充電電壓不再線性上升。

這是因為高頻變壓器和后端的整流電路存在級間電容和等效電容。導致LC諧振變為LCC串并聯諧振。

仿真對比

2019/07/06 17:50:10
11
WILLbe
電源幣:73 | 積分:3 主題帖:1 | 回復帖:10
LV2
班長
2019/07/09 12:37:50
12
wk18063366507
電源幣:65 | 積分:1 主題帖:1 | 回復帖:6
LV1
士兵
這個是理論分析推導的對嗎,是否具有設計可參考性
2019/07/17 16:14:48
14
WILLbe
電源幣:73 | 積分:3 主題帖:1 | 回復帖:10
LV2
班長
理論分析根據時域,根據拉氏變換和反拉氏變換求得,經仿真和實驗驗證具有參考價值
2019/07/10 15:25:46
13
gaohq
電源幣:60 | 積分:5 主題帖:50 | 回復帖:475
LV8
師長

關注,樓主這個跟本壇張大師(zhangyiping)的所謂第五代準諧振極其相似。

2019/07/18 10:36:00
15
電源網-天邊
電源幣:166 | 積分:390 主題帖:71 | 回復帖:1162
LV9
軍長
看到了一個熟悉的名字:張大師
該帖有賞
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