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精度高、功率密度大的要求， 采用了具有串聯諧振開關變換器電路結構， 固定開關導通時間、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。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。

但該技術忽略了高壓變壓器分布電容的影響， 沒有根本解決開關頻率變化時引起諧振頻率漂移和存在非零電流關斷的現象。在本電源研制中， 對CCPS 不足之處進行了改進， 顯著降低了導通、關斷時變換器開關的損耗， 提高了系統的效率。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 的串聯諧振開關變換器電路圖。串聯諧振變換器由IGBT ( 絕緣柵雙極晶體管) 組成的功率開關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 串聯諧振開關變換器電路

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