新型直线电机运输系统开关电源设计

3 系统仿真

利用MATLAB软件实现系统仿真，搭建模型如图5所示。

图6所示为系统仿真电压波形图。1通道为DC600 V波形；2通道为DC24 V波形；3通道为变压器原边波形；4通道为二极管整流后波形。


4 实验

根据文中开关电源设计方案，搭建出试验样机。BUCK电路开关管使用IXYS公司3 300 V，30 A等级IGBT；DC／DC电路开关管使用三菱公司PS系列1 200 V，25 A等级IPM；IGBT驱动选择瑞典CONCEPT公司驱动模块；变压器、BUCK电路电容、电感值，均按照前文设计方案选取。系统额定电压半载时，考核波形如图7、图8所示。

图7中，上数第一通道为BUCK电路IGBT两端电压波形，上数第三通道为输出电压波形，中间通道为BUCK电路电感电流波形，因为使用电流钳的缘故，故示波器该通道上显示为电压波形。图中电感电流值为实际值的8倍，且因半载工况下电感电流断续，IGBT两端电压在相应区间出现轻微上浮。此外，由于没有安装吸收电路，因此IGBT在开通、关断瞬间会产生电压尖峰，电感上同样存在电流尖峰。在后续研究中，可以尝试在BUCK电路IGBT两端加装吸收电路，以达到去除干扰的效果。图8中，上数第一通道为变压器原边电压波形，上数第三通道为二极管整流后电压波形，中间通道为DC600V波形，由于在样机实验中，RC吸收电路参数均经过反复验证，最后选择最优方案使用，因此DC／DC变换电路实际波形较好。

5 结束语

文中系统阐述了内蒙新型直线电机运输系统开关电源的主电路结构、器件选型、控制系统，控制策略以及保护逻辑，最后用实验证明了设计的正确性与合理性。目前，该开关电源样机正在内蒙新型直线电机运输系统试验线进行后续相关试验。