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合金细化工艺是新兴的液态金属处理技术,它对为其提供能量的电源提出了更高的要求。随着工艺对电源功率级别要求的逐步升高,适合大功率场合的全桥高频链变换器得到重视和应用。因此研制其专用电源的软开关技术具有十分重要的意义。
本文根据低压大电流的应用场合,采用双向电压源高频链拓扑、双极性移相控制,实现了原边开关管的零电压开关(ZVS)和副边开关管的零电流开关(ZCS)。同时,采用多个主变压器串并联的主电路拓扑,实现了大电流输出的自动均流。这个方法降低了单只主变压器设计制造的难度,也为整机进一步扩容指明了方向。将MOSFET体二极管用作反向续流,针对其反向恢复问题,分析了二极管的反向恢复问题产生的原因,通过改变外部工作条件(采用饱和电感)软化其反向恢复过程。
本文还论证了几种控制方法在本课题中应用的可行性。设计了电压型PI调节器,将极性选择信号进入控制环节,实现了用单极性的控制量控制双极性的输出量。针对双极性控制中原边电压波形恒定占空比的问题,设计了励磁电压软启动电路,保证了电源启动过程的安全。
根据课题的要求,设计了主变压器、输出滤波电感和饱和电感。为了保证设计的正确性,用PSPICE对电路进行了仿真,在此基础上,设计了200A/25V的样机,并进行了调试。仿真和试验结果表明,这个电路恒流输出效果较好,并且实现了零电压和零电流软开关。