程控超高压开关电源的研究与工程实现

论文摘要

雷达发射用大功率高压电源,是主振放大式雷达发射机的关键部分。本文结合高电压工程基础、现代电力电子技术及自动控制技术的发展,阐述一种应用于远程精密测量雷达的程控式高压开关电源的工程实现。论文详细分析高压绝缘装置的设计依据和设计方法,给出各种新型开关器件的特点和应用,选用新型功率器件IGBT作为大功率高压电源的开关元件。比较和分析几种开关电源电路拓扑的特点,突出移相式串联谐振软开关电路在高压开关电源应用中的优越性。介绍移相式控制集成电路UC3875的技术参数和详细的应用电路,并且给出功率电子电路的工程热设计。本文的最后部分介绍高电磁兼容性的工业控制计算机在高压开关电源中的应用,实现高压电源的程控和自动控制功能。按照本文方案实施研制的工程样机已成功装备部队,设备运行可靠,并实现高效和灵活控制的性能,证明大功率高压开关电源技术应用前景广阔。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及其意义
• 1.2 研究的目的
• 1.3 论文的结构
• 2 高压电源输出装置的设计
• 2.1 概述
• 2.2 高电压工程基础
• 2.2.1 电介质的极化、电导和损耗
• 2.2.1.1 电介质的极化
• 2.2.1.2 电介质的电导
• 2.2.1.3 电介质的损耗
• 2.2.2 电介质的击穿
• 2.2.2.1 气体放电理论
• 2.2.2.2 固体及液体电介质的击穿特性
• 2.3 现代高压电源常用绝缘介质及其特性
• 2.3.1 SF6气体的理化特性
• 2.3.2 变压器油的电气特性
• 2.4 雷达发射机用高压电源常用的高压绝缘方案
• 2.4.1 升压变压器的绝缘设计
• 3 高压开关电源功率器件的选择
• 3.1 概述
• 3.2 电力双极型晶体管
• 3.2.1 电力双极型晶体管的基极驱动电路
• 3.3 电力场效应晶体管
• 3.3.1 场效应管（MOSFET）的开通和关断特性
• 3.3.2 功率场效应管（MOSFET）的驱动电路
• 3.4 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）
• 3.4.1 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的驱动电路
• 3.5 雷达发射高压电源功率器件的选择
• 4 高压开关电源电路拓扑和相关热设计
• 4.1 概述
• 4.2 ZVZCS移相全桥变换器
• 4.2.1 ZVZCS移相全桥变换器主电路
• 4.2.2 ZVZCS移相全桥变换器的控制电路
• 4.2.3 高压开关电源的升压和整流输出
• 4.3 高压开关电源的热设计
• 5 自动控制技术在高压开关电源中的应用
• 5.1 高压开关电源的自动控制方案
• 5.2 高压开关电源自动控制系统的组成单元
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献