高效緊湊的高壓脈沖電容器恒流充電電源

1 引 言

為了使充電電源達到效率和充電重復(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 不足之處進行了改進， 顯著降低了導(dǎo)通、關(guān)斷時變換器開關(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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