基于軟開關的電子輻照高壓電源設計

　　改進的串聯諧振變換電路具有電流、電壓限制的雙斜率輸出特性，電感L2、L3是諧振電感。C1為諧振電容。

　　電路的諧振槽路的電流波形和驅動信號波形如圖4所示，通過調節α角控制變換器的輸出功率。

圖4中最大的功率曲線(α=1)即對應于變換器開環工作，圖4中停留在底部的曲線是對應于輕載的情況。工作在歸一化的輸出電流I*o=0.15%且ψ=1時，結果產生大約30%的過壓。改進變換器的輸出特性為雙斜率輸出特性，使電路提高了電壓、電流限制的固有能力，改善了高壓電源的空、滿載的適應性，同時有利于高壓電源寬范圍的輸出調節。

　　L1、L4為緊耦合的電感(L3=L4)，箝位二極管D5到D8，不同于電感吸收電路，該電路著重解決電路的尖峰導通，可以將尖峰電流限制在大約Ist=Vindc/2(L3+M)之內。因為采用了緊耦合電感(耦合因數k=0.95)，Ist近似等于Vindc/4*L3。雖然電感的引入增加了電路的元件數量和成本，但在輕載時可以明顯改變傳統電路的功率因數，限制傳統電路中固有的擾動尖峰電流。

　　 整個變換器電路依然采用PFM的工作模式，當前級預穩電源輸出0～500V直流電壓時，變換器以固定的脈沖寬度驅動橋臂的功率開關管。為了保證電源在電子槍束流產生時能穩定工作，設計了取樣閉環控制功能，當輸出偏離電壓設定值時，變換器通過脈沖頻率調節得到穩定的輸出，電子槍高壓電源實際工作頻率為3～25kHz。改進后的串聯諧振變換器如圖5所示，變換器的實際工作電流波形如圖6所示。