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移相全桥电路具有结构简单、易于恒频控制和高频化,通过变压器的漏感和功率开关器件的寄生电容构成谐振电路,使开关器件的应力减小、开关损耗减小等优点,被广泛应用于中大功率场合。针对单晶硅提炼中所需的大功率电源,本文提出采用模块化、N+1冗余设计的思想,设计了基于移相全桥拓扑的150kW开关电源。本文对不带L-C滤波电路考虑输出杂散电感的移相全桥变换器的工作原理进行了详细的分析。针对150kW开关电源,本文提出的变换器与传统的移相全桥零电压软开关变换器相比,具有设备体积小、占空比丢失少等优点。文中介绍了三端PWM开关模型法,提出采用三端PWM开关模型法对移相全桥变换器进行数学模型分析,建立了移相全桥变换器的小信号平均电路模型,并推导出变换器的控制-输出传递函数、开环输出阻抗、开环输入阻抗和音频衰减率传递函数。150kW开关电源采用数字DSP控制,文中对控制方案的程序实现进行了详细论述,分别介绍了A/D采样、D/A转换、SCI模块、SPI模块等硬件电路设计和功能实现方案。对150kW开关电源的主程序、液晶屏与DSP通信程序、双环控制算法程序等进行了详细的介绍。基于Flotherm散热仿真软件,对150kW开关电源进行了水冷散热设计,采用流体力学的基本公式计算出水冷板中所需的水流速。搭建了功率单元的散热仿真模型,通过仿真和实验结果验证了水冷冷却系统设计的合理性。通过PSIM仿真软件搭建了150kW开关电源的仿真模型,通过仿真验证本拓扑电路设计的合理性。最后搭建了基于不带L-C滤波电路考虑输出杂散电感的移相全桥变换器的150kW开关电源试验样机,通过实验结果和现场的实验数据验证了本电源设计的正确性与优越性。