大功率行波管測試設備高壓電源的研究
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6 樣機研制
高壓電源模塊采用零電壓多諧振軟開關技術和穩壓閉環間歇控制方式，能實現高壓電源在全功率、寬電壓范圍的穩定工作，并滿足脈沖行波管占空比切換的響應要求。由于諧振電感串聯在變壓器初級，因此電路具備抗高壓打火的功能，即使在高壓電路短路的情況下，也能有效限制逆變器的峰值電流，不會造成開關管和整流管的損壞。
以陰極電源為例，逆變全橋開關管選用兩個APT8015JVFR并聯，C1～C4取4700 pF，Lr取52 μH，開關頻率60 kHz，變壓器次級諧振電容取200 pF，高壓電路采用7倍壓全波整流，倍壓電容取0．1μF／5 kV，高壓硅堆選K50UF。考慮負載短路的極限情況，逆變器峰值電流不大于Uin ／(4fLr)，約40 A，兩個APT8015JVFR并聯的最大電流為88 A，還有較大裕量。圖6示出陰極電源6種負載情況下的逆變器電流波形。圖6a中，輸出電壓25 kV，輸出功率5 kW時，電流波形近似于方波，M≈1，峰值電流20 A，電源剛剛啟穩，處于輕度間歇狀態；圖6b中，輸出電壓25 kV、輸出功率2．5 kW時，電源的間隙程度加深；圖6c中，輸出電壓25 kV、輸出功率空載時，電源進入深度間歇狀態；圖6d中，輸出電壓15 kV，輸出功率5 kW時，電流波形上翹，M1，峰值電流30 A，電源剛剛啟穩，處于輕度間歇狀態；圖6e中，輸出電壓15 kV，輸出功率2．5 kW時，電源間隙程度加深；圖6f中，輸出電壓15 kV，輸出功率空載時，電源進入深度間歇狀態。本文引用地址：http://www.104case.com/article/175894.htm
由圖可知，高壓電源在各種工況下，開關頻率固定，能可靠實現零電壓多諧振軟開關，在輕載或空載情況下進入深度間歇狀態，開關損耗減小，電源效率提高。實驗數據表明，負載大于50％時，電源效率高達90％以上。
7 結論
高壓電源采用零電壓多諧振軟開關技術，使逆變全橋在各種工況下都能實現零電壓導通，減小了開關損耗及磁性元件的體積和重量，提高了電源的整機效率和功率密度。穩壓閉環的間歇控制策略使高壓電源在全功率、寬電壓范圍內穩定工作，同時滿足行波管脈沖動態負載的響應要求。模塊化的設計有利于各單元的獨立調節，也便于功率和功能擴展。該高壓電源系統已應用于某大功率行波管測試設備，運行穩定，狀態良好。
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