● 摘要
大功率电源变换器在工业自动化控制、医疗设备、航空航天和电动汽车等领域具有广泛的应用，但是大功率电源变换器仍然存在偏磁、多电源模块并联不均流、控制较为复杂等缺点，深入研究大功率电源变换器，解决这些问题，具有重要的理论意义和工程应用价值。论文从主电路设计、控制电路设计、抗偏磁设计和多个电源变换器并联均流设计几个方面对大功率电源变换器进行了研究。在主电路拓扑中，本文分析了目前常用的主电路拓扑结构，采用了半桥电路，确定了主要元器件的参数，并设计了相应的驱动电路；在控制电路中，设计了以TMS320LF2407芯片为核心元器件的数模结合PI控制系统，实现了变换器的恒压限流控制等功能。通过PSIM仿真以及搭建的额定功率为3kW的半桥变换器实验平台，对变换器输出电压的稳定度、纹波等特性进行了分析，经验证，输出电压的稳定度和纹波等指标均符合设计要求，并且达到了较高的水准。设计了由偏磁检测、偏磁调节电路等环节组成的基于原边电压积分的抗偏磁电路，偏磁检测主要由采样保持电路、数字触发电路组成。当变换器出现偏磁时，抗偏磁电路通过调节正负脉宽使正负伏秒积重新相等，有效地抑制了偏磁，提高了变换器的可靠性。多个电源模块并联是实现电源变换器大功率的有效方法之一，设计了基于CAN总线的平均电流自动均流方法，在不增加外围均流电路的前提下，通过DSP2407中设计的均流程序在由两台电源变换器组成的并联系统中实现了均流，且均流效果良好。