高效緊湊的高壓脈沖電容器恒流充電電源
[導(dǎo)讀] 基于高頻諧振電路研制的高壓脈沖電容器充電電源， 采用IGBT 構(gòu)成電源的軟開關(guān)電路和閉環(huán)變頻控制充電電流的方式。對輸出端負(fù)載大范圍變化引起的諧振頻率漂移， 采用微調(diào)開關(guān)時(shí)間， 保證了變換器開關(guān)零切換， 顯著降低了導(dǎo)通、關(guān)斷時(shí)IGBT 的損耗。通過對100uF 高壓電容器充電實(shí)驗(yàn)， 證明恒流充電電源的恒流效果好、充電重復(fù)精度和效率更高， 在短路狀態(tài)下能安全可靠地工作。
1 引 言
為了使充電電源達(dá)到效率和充電重復(fù)精度高、功率密度大的要求， 采用了具有串聯(lián)諧振開關(guān)變換器電路結(jié)構(gòu)， 固定開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間、變頻控制以及零電流切換的高壓高功率電容器充電電源( CCPS) 技術(shù)。輸出特性滿足電容器充電電源要求的三階段： 線性充電- 電壓維持- 放電。
但該技術(shù)忽略了高壓變壓器分布電容的影響， 沒有根本解決開關(guān)頻率變化時(shí)引起諧振頻率漂移和存在非零電流關(guān)斷的現(xiàn)象。在本電源研制中， 對CCPS 不足之處進(jìn)行了改進(jìn)， 顯著降低了導(dǎo)通、關(guān)斷時(shí)變換器開關(guān)的損耗， 提高了系統(tǒng)的效率。由于要求CCPS 高效緊湊， 文中詳細(xì)介紹了提高效率的方式。
2 工作原理
圖1 是CCPS 的串聯(lián)諧振開關(guān)變換器電路圖。串聯(lián)諧振變換器由IGBT ( 絕緣柵雙極晶體管) 組成的功率開關(guān)S1~ S4、二極管D1~ D4、電感L 與電容C、高壓變壓器T 、輸出整流器B 以及負(fù)載電容CL 組成。
圖1 串聯(lián)諧振開關(guān)變換器電路
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