【48812】大功率全桥串联谐振充电电源理论规划

  电源的理论规划。经过数值解析的办法取得谐振电感、电容、功率器材耐压与通流、电源功率、伏秒数等参数，经过数值模仿的办法取得参数，以依据Pspice的全电路仿真验证规划参数的合理性。仿线 kHz重频充电，在初级电压为1．2 kV和谐振参数为33 kHz时，谐振电感、电容应分别为625 nH，37F，

  在脉冲功率技术领域，对初级储能电容常见的充电办法有恒压充电和恒流充电两种办法。前者依据大体积的低频变压器完结，常选用充电电阻约束充电功率，充电电阻耗费的能量为50％；后者多选用全桥串联谐振充电电路，以“等台阶”升压办法完结对电容的恒流充电，具有体积小、功率高、功率密度大、合适宽规模改变的负载等长处，是较为抱负的电容充电电源。

  构满意桥串联谐振充电电源的首要单元有：谐振电感和电容、功率器材、脉冲变压器。本文经过数值核算和模仿两种办法确认了这些单元参数的规划，并依据Pspice电路仿真软件对规划的全桥串联谐振充电电源进行了全电路模仿。

  全桥串联谐振充电电源由直流电源V，逆变开关S1～S4，谐振电容Cs和电感Ls，变压器TX，高压整流桥D1～D4，负载电容CL等组成，如图1所示。

  充电过程中，两组逆变开关S1，S4和S2，S3替换导通，完结一个开关周期。一个开关周期又可分为2个谐振周期，并依据逆变开关和高压整流二极管的导通状况分为4种作业形式，如图2所示。

  规划要到达的方针是对110 nF容值的负载电容充电至30 kV，充电重复频率1 kHz。逆变开关选用单只IGBT或其组件，从现有商业IGBT器材的经济性动身，逆变谐振重频规划为33 kHz。初级储能电容C0充电电压为1 kV。

  式中，Cs：调谐电容；n：脉冲变压器变比；CL：负载电容；△UL：每次放电负载电容电压下降值；U0：初级储能电容充电电压；fr：充电重复频率；f：谐振频率；Ls：谐振电感。

  考虑到充电回路的电压功率丢失，在规划时令初级充电电压U0=1．2 kV，每次放电△UL=30 kV。则核算出Cs=625 nF；Ls=37H；

  核算出每个开关周期的△Ue=1．8 kV，即一共需求17个开关周期才能将负载电容充至30 kV。

  则17个开关周期的时刻约为：17x2T=1．03 ms，则充电周期挨近1 kHz，满意规划要求。

  脉冲变压器规划中，需求细心考虑的参数首要是：伏秒数，励磁电感，漏感，耐压，功率。在本规划中，因为变压器初级输入电压为1．2 kV，次级希望输出电压到达36 kV，因而，变比规划为30。

  在充电过程中，负载电容本质是一个变阻抗负载，跟着充电电压添加，其阻抗不断下降，因而，变压器到达最大伏秒数应该在充电的后期。因而，伏秒数为：