【摘要】：隨著醫(yī)學(xué)影像診斷技術(shù)的發(fā)展,醫(yī)用X線機中的高壓直流電源受到了廣泛關(guān)注。此高壓直流電源除了高可靠性、高效率和小體積的要求,還應(yīng)具有低紋波,較快的動態(tài)響應(yīng)和在大的負(fù)載范圍內(nèi)電壓穩(wěn)定的特點。高壓電源中存在一個大升壓比的高壓變壓器,它的漏感和寄生電容不可忽略,采用傳統(tǒng)的PWM變換器會造成很大的電壓尖峰和引入較大環(huán)流。LCC諧振變換器相對于串聯(lián)諧振變換器和并聯(lián)諧振變換器,包含三個諧振元件,具有更優(yōu)異的電路性能,同時高壓變壓器的寄生參數(shù)可以在LCC諧振變換器中得到充分利用,因此本文選用LCC諧振變換器作為高壓直流電源的主電路拓?fù)�。本文詳細分析了LCC諧振變換器的工作原理,采用基波分量分析法建立了變換器的交流等效模型�；诮涣鞯刃Ｐ�,繪制出電壓增益特性曲線,分析了變換器的工作特性,給出一種變頻控制方案,能夠使得變換器的開關(guān)管在全負(fù)載范圍內(nèi)實現(xiàn)ZVS開通。在穩(wěn)態(tài)分析的基礎(chǔ)上,采用擴展描述函數(shù)法建立了變換器的小信號模型,并通過仿真驗證了該模型的準(zhǔn)確性。另外,推導(dǎo)出輸出電壓對開關(guān)頻率的傳遞函數(shù),并根據(jù)該傳遞函數(shù)對PID調(diào)節(jié)器進行了優(yōu)化設(shè)計,使高壓電源具有良好的動態(tài)性能。針對醫(yī)用X線機高壓直流電源高電壓小電流的特點,采用正負(fù)雙向12倍壓整流電路,降低了高壓變壓器的升壓比和副邊電壓,從而減小了高壓變壓器的設(shè)計難度,提高了高壓電源的可靠性。并且,通過建立高壓直流電源中LCC諧振變換器的損耗模型,得到高壓直流電源的損耗分布,為系統(tǒng)效率優(yōu)化設(shè)計提供了依據(jù)。最后,依據(jù)設(shè)計指標(biāo),搭建了一臺數(shù)字控制的原理樣機,介紹了硬件和軟件的設(shè)計,并以此樣機為平臺進行了實驗,實驗結(jié)果與理論和仿真分析相吻合,有效地驗證了分析的正確性。
【圖文】：

南京航空航天大學(xué)全日制專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文幅頻特性(dB)相頻特性()°f (Hz)2103104105106100180360540 4020020 60圖 3.3 輸出電壓對開關(guān)頻率傳遞函數(shù) Gvf(s)的波特圖

圖 3.9 閉環(huán)仿真電路圖 3.10 所示為全橋 LCC 諧振變換器閉環(huán)穩(wěn)態(tài)工作波形，從上到下波形依次為折合后的輸出電壓'oV 、逆變橋 AB 兩點電壓 vAB、諧振電感電流 iLs和并聯(lián)諧振電容電壓 vCp波形，從波形上看，輸出電壓穩(wěn)定，諧振電感電流近似正弦，與理論分析的波形一致。25.225.024.824.640.020.00.0-20.0-40.050.00.0-50.040.020.00.0-20.0-40.0t(ms)12.11 12.12 12.13 12.1412.15(V)(V)(V)(A)ABvLsiCpv'oV圖 3.10 全橋 LCC 諧振變換器閉環(huán)穩(wěn)態(tài)波形
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TH77

【參考文獻】

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本文編號：2676991