LLC软开关电源的研究样本Word下载.docx
《LLC软开关电源的研究样本Word下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《LLC软开关电源的研究样本Word下载.docx(62页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
学科专业:
电力电子与电力传动
研究方向:
当代电力电子技术及系统
湖南工业大学
3月14日
分类号密级无
ReachOnTheLLCSoftSwitchingPowerSupplyForLocomotiveWiper
皮松涛
指引教师姓名、职称:
学科专业:
电力电子与电力传动
研究方向:
当代电力电子技术及系统
论文答辩日期答辩委员会主席
3月14日
湖南工业大学学位论文原创性声明
本人郑重声明:
所呈交学位论文,是本人在导师指引下,独立进行研究工作所获得成果。
除文中已经注明引用内容外,本论文不含任何其她个人或集体已经刊登或撰写过作品成果。
对本文研究做出重要贡献个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明法律成果由本人承担。
作者签名:
日期:
年月日
湖南工业大学论文版权使用授权书
本人理解湖南工业大学关于保存、使用学位论文规定,即:
学校有权保存学位论文,容许学位论文被查阅和借阅;
学校可以发布学位论文所有或某些内容,可以采用复印、缩印或其她手段保存学位论文;
学校可依照国家或湖南省关于部门规定送交学位论文。
导师签名:
日期:
年月
摘要
随着当代运送业发展以及铁路电气化大量普及,电力机车应用越来越广泛。
机车雨刮器是电力机车一种重要构成部件,直接影响司机前方视野,当前雨刮器普遍存在故障率高、不稳定问题,将给机车运营导致安全隐患。
本文所研究设计DC110/DC24V软开关电源应用于采用24V普通直流电机机车雨刮器。
老式机车雨刮器采用电机是两台100W110V非原则直流电机,因此雨刮器电机成本比较高。
本文设计了一种24V/200WLLC软开关电源,合用于采用两台24V普通电机雨刮器,这样极大减少了雨刮器电机成本,具备极高研究价值及意义。
电源采用了LLC谐振软开关构造提高电源效率,输出级采用了同步整流技术,较之老式肖特基二极管(SBD)或快恢复二极管(FRD)整流,采用同步整流技术开关电源开关损耗极低,大大提高了整机效率。
同步,机车雨刮器维护也是机车维护重点,本文所设计电源体积小易于实现模块化,电源具备自我保护功能、安全系数高、安装更换以便等长处。
文章对设计雨刮器电源拓扑构造原理进行了详细分析,特别对LLC谐振变换器主电路某些和驱动电路某些进行了优化设计,对重要参数,如变压器、谐振腔、采样电路等参数进行了详细计算,从而使样机各项参数达到最优,应用AltiumDesignerWinter09进行样机原理图和PCB设计,然后调试样机,最后对样机进行波形测试,从测试波形和数据可知,样机开关损耗低,效率高,性能指标达到预期效果。
结合以上工作,本文设计基于TEA1716DC110/DC24V200W软开关电源,具备明显优越性,有着良好市场应用前景。
核心词:
机车雨刮器,软开关,LLC,同步整流,TEA1716
Abstract
Withthedevelopmentofmoderntransportationindustryandthepopularizationofrailwayelectrication,theapplicationofelectriclocomotiveismoreandmoreextensive.Locomotivewiperisanimportantcomponentofelectriclocomotive,itimpactonthefrontofthedriver,svision.Thecurrentwipergenerallyhavehighfailturerate、instability、lowefficiency.
ThePowerSupplyisdesigninthisthesis,whichadapttothelocomotivewiper,whichusetheDC24Vmotor.Ithashighvalueandsignificance.ThetraditionalrainwiperinlocomotiveusetwoDC110Vmotor,sothecostisveryhigh.WedesignakindofPowerSupplyinordertoadapttothelocomotivewiper,whichusetwoDC24Vmotor,soitgreatlyreducethecostofrainwiper.ThePowerSupplyinthisthesisusetheLLCSoftSwitchandSynchronousRectifiertechnology,sotheefficiencyofthePowerSupplyinthisthesisisveryhigh.Atthesametime,themaintenanceofthelocomotiveisalsoakeypointoflocomotivemaintenance.ThePowerSupplyinthisthesisusetwoordinaryDC24Vmotor,ithasself-protectfunction,soithastheadvantageofsimplethemaintenanceoftherainwiper.
Inthisthesis,WeanalyzedtheprincipleofthePowerSupplywhichwedesigned,especiallythestructureoftheLLC,WeusetheAD09designingthePCB,debuggingtheprototype,especiallydebuggingtheparameteroftheLLC.Finallywetestthewaveformoftheprototype.
MostofthetraditionalDC/DCPowerSupplyusethedioderectifier,soitneedalargeradiatortodissipationtheheat,thePowerSupplyinthisthesisnotusetheLLCSoftSwitchtechnology,butalsousetheSynchronousRectificationtechnology,ComparedwiththetraditionalPowerSupplyusedioderectifier,thePowerSupplyinthisthesishaslowerswitchlossandhasgreatlyefficiency.
Basedontheabovework,akindof200WPowerSupplywhichbasedonthechipofTEA1716hasdesigned.Throughtestandanalysisitachievedtheexpectedeffectandhasagoodmarketprospect.
Keyword:
SoftSwitching,LLC,SynchronousRectification
第一章绪论
1.1课题研究背景及意义
国内人口众多铁路运送是最重要出行方式,由于国内特殊国情,外出务工人员流动性大,物资周转频繁,铁路运送已成为国内交通运送体系重要构成某些,在国民经济中占有重要地位[1-3]。
国内最早铁路始于清朝末期,牵引机车[4]制造则是在新中华人民共和国成立之后,最开始牵引机车是仿制国外引进蒸汽机车,但由于蒸汽机车存在牵引动力局限性缺陷,日后逐渐被内燃机车取代,直到1958年国内第一台内燃机车问世,由大连机车厂仿制前苏联T3型内燃机车成功,这就是国内“巨龙”号机车。
内燃机车通过不断改进,后来又浮现了“东方红”型、“北京”型以及时速达120公里/小时“东风”4型内燃机车。
由于内燃机运营需要消耗燃料,会产生大量废气,给环境导致严重空气污染,不但给本来燃油缺少国家带来巨大经济压力,并且也给环境导致极大破坏,不符合国内可持续发展国情,于是电力机车在国内得到蓬勃发展。
电力机车所需电能由电气化铁路系统提供,是一种非自带能源机车。
电力机车与内燃机车相比具备功率大、过载能力强、牵引力大、速度快和维修量少长处。
电力机车是铁路运送动力之源,依托电能使其运营机车,国内电气化铁道采用单相25kV供电系统,电力机车通过车顶受电弓从接触网获得电能。
1958年国内成功研制了第一辆“韶山”型电力机车,通过近60年发展,当前电机机车具备安全可靠,快捷以便,运量大,环保低碳等诸多长处,最具代表性诸如“和谐”号电力机车已经在国内铁路得到普遍应用。
电机机车与老式内燃机相比具备明显优势,但也有它自身局限性,重要体当前电力机车对电力能源依赖性,如果铁路上电力电网受到人为破坏,电力机车就不能运营。
同步机载电气设备是电力机车重要构成某些,电力机车需要将电网电能整流、逆变后供机车上各个电气设备工作,由于电力机车上电气设备诸多,各个设备安全性能直接或间接影响到机车安全运营[5-6],因此对机车电气设备可靠性和安全性研究越来越多。
机车雨刮器是电力机车一种重要构成某些,雨刮器好坏直接影响到列车驾驶员视野,如果遇到恶劣天气,例如大雨、风沙等,如果雨刮器不能正常工作将给机车运营导致极大安全隐患。
另一方面雨刮器维修直接影响到机车调度,老式雨刮器存在故障率高缺陷,因而研究一款可靠性高、易于维护雨刮器设备也是铁路系统一种研究方向。
1.2机车雨刮器研究现状及发展趋势
机车雨刮器分为气动式和电动式两种,气动式雨刮器是用气压推动雨刮器气缸活塞往复运动,由于活塞和气缸存在机械摩擦因而故障率极高。
机车用电动式雨刮器与汽车雨刮器构造相似,都是用电源驱动雨刮器电机进行工作,但与汽车雨刮器工作电压条件不同。
汽车上用于驱动雨刮器电机是24V或48V蓄电池电源,所用电机是24V或48V直流电机;
而机车由于需要长时间运营,如果遇到恶劣天气,雨刮器需要始终工作,因此需要雨刮器功率更大、可靠性更高,采用是两台特制110V非原则直流电机,因此成本高。
这种雨刮器电源有两种:
一种是采用MOS管控制110V直流电机,这种构造雨刮器MOS管易烧毁,由于雨刮器电机直接连接机车110V直流电源,一旦浮现故障例如雨刮器被异物堵住,电机停转等很容易烧坏其他电路,导致极大安全隐患;
另一种是通过继电器控制雨刮器连接到机车110V电源使其工作,但继电器自身触点容易烧坏,特别在开机瞬间浮现大电流,很容易导致触点连接在一起无法弹开恢复,因而这种构造雨刮器安全系数也不高。
如果机车雨刮器采用和汽车雨刮器构造同样,电机采用普通24V直流电机,雨刮器工作电源不直接用机车110V直流电源,而是单