基于FPGA的高壓交聯(lián)電纜測試電源的研制
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根據(jù)開關(guān)管的開關(guān)情況和諧振電流的方向，全橋變換器存在3種開關(guān)模態(tài)，即VQ1和VQ4導(dǎo)通，VQ2和VQ3關(guān)閉；VQ1，VQ4，VQ2，VQ3均關(guān)閉；VQ2和VQ，導(dǎo)通，VQ。和VQ4關(guān)閉。這3種開關(guān)模態(tài)的電路結(jié)構(gòu)完全相同，只是電源電壓不同而已，因此可以統(tǒng)一為一個電路，如圖3b所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/177789.htm
接下來根據(jù)不同的時刻中uC的最大值，再比較每段時刻中最大值之間的關(guān)系，可得出諧振電容電壓幅值的變化情況。
通過對uC(t)在各個時間段的表達式求導(dǎo)，其導(dǎo)數(shù)等于零的點處獲得最大值，如果不存在該點，則在其端點處獲得最大值。通過比較分析，可得到uC(t)在各個時間段的最大值如下：
通過比較各個時間段最大值的絕對值，可知當(dāng)電路處于諧振狀態(tài)時，電容上的電壓波形呈正弦規(guī)律變化且有臺階式的增大。但在實際電路中，諧振電路的輸入電壓是經(jīng)過了變壓器才傳輸?shù)街C振網(wǎng)絡(luò)中的，而由于變壓器和諧振電抗器都存在內(nèi)阻，電阻會不斷地消耗能量，一段時間后會達到平衡，這時uC幅值就會保持在某個穩(wěn)定值不再變化。經(jīng)仿真分析穩(wěn)定狀態(tài)下的電容電壓表達式為：
，其中Q為品質(zhì)因數(shù)。
圖4示出調(diào)頻串聯(lián)諧振高壓試驗設(shè)備的工作原理圖。圖中，交流220 V／50 Hz的電源經(jīng)變頻器輸出30～300 Hz頻率可調(diào)的電壓，輸入到勵磁變壓器，升壓至0～2 kV，再經(jīng)諧振電抗器L(也可以是串并聯(lián)組合的電抗器)和Cx，構(gòu)成高壓主諧振回路，電容分壓器為純電容式，用來測量試驗電壓。根據(jù)串聯(lián)諧振的原理及表達式，有uCx=QUE，降低L和變壓器的內(nèi)阻，適當(dāng)增大L的電感量，就可在較小的勵磁電壓U下，使被試電纜Cx上產(chǎn)生幾十倍于UE的試驗輸出電壓。同時，如果被試品被擊穿，電路立即失去諧振條件，被試品兩端的電壓急劇減小，從而起到了保護被試品的作用。
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