串聯(lián)諧振式高壓直流充電電源研制
發(fā)布時(shí)間:2020-07-02 13:40:00
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華意電力是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)串聯(lián)諧振的廠家,本公司生產(chǎn)的串聯(lián)諧振設(shè)備在行業(yè)內(nèi)都廣受好評,以打造最具權(quán)威的“串聯(lián)諧振“高壓設(shè)備供應(yīng)商而努力。
電容器充電電源發(fā)展概況
與傳統(tǒng)的高壓直流電源不同的是,在脈沖功率領(lǐng)域,高壓電容需要在充電到預(yù)設(shè) 值后瞬時(shí)放電,產(chǎn)生很大的脈沖功率,然后再充電,重復(fù)上述過程,電容電壓變化如 圖 1.1 所示。

電容器充電技術(shù)有多種不同的分類方式,比如,按照工作頻率分,有工頻充電和高頻充電,按照充電方式分,有恒壓充電和恒流充電。目前,主要有以下三種充電方式:帶限流電阻的傳統(tǒng)高壓直流充電,工頻LC諧振式充電電源以及高頻開關(guān)變換器充電電源。
(1)帶限流電阻的高壓直流充電電源 其充電原理圖如圖 1.2 所示,在充電階段,高壓直流電源經(jīng)限流電阻對電容器充電 直至電容電壓與電源電壓相等;在放電階段,電容器對負(fù)載瞬間放電,發(fā)出脈沖功率, 限流電阻起到隔離高壓直流電源和負(fù)載的作用。這種充電方式非常簡單而且可靠,成 本低廉,但是充電效率很低,最高只能到 50%,而且充電過程非線性,前期充電電流 非常大,但是后期卻太慢,只能適用于低重復(fù)頻率的場合。

(2)工頻 LC 諧振式充電電源 其充電原理圖如圖 1.3 所示,基本原理是由 LC 構(gòu)成的諧振系統(tǒng),當(dāng) w2 LC =1時(shí),充電電源的電流達(dá)到一個(gè)恒定值,實(shí)現(xiàn)對充電電容線性充電,因此充電速度較快。但 是缺點(diǎn)也很明顯,因?yàn)槭枪ゎl充電,充電精度和充電穩(wěn)定性不可能太高,而且工頻變 壓器體積龐大、笨重,不利于實(shí)現(xiàn)小型化、集約化和模塊化。

串聯(lián)諧振直流電源原理分析
串聯(lián)諧振充電電源原理框圖如圖 2.1 所示,包括全橋逆變諧振升壓、不控整流、采樣反饋和保護(hù)控制系統(tǒng)等部分,高頻逆變橋?qū)⑤斎氲闹绷餍盘栟D(zhuǎn)化為高頻交流信號經(jīng)高頻變壓器升壓,輸出電壓經(jīng)不控整流橋后給大電容充電。為了實(shí)現(xiàn)充電可控和幅值可調(diào),增加了采樣反饋系統(tǒng)和保護(hù)控制系統(tǒng)。下面將對主電路工作過程進(jìn)行理論上的分析推導(dǎo)。

高頻變壓器分布參數(shù)的影響研究
高頻變壓器是工作頻率在中頻(10kHz)以上的電源變壓器,主要應(yīng)用場合是在高 頻開關(guān)電源中進(jìn)行逆變橋輸出升壓。按工作頻率的大小,可以分為以下幾個(gè)檔次: 10kHz 50kHz - 、50kHz 100kHz - 、100kHz 500kHz ~ 、500kHz 1MHz ~ 、1MHz以上。 高頻變壓器與普通變壓器的區(qū)別一般有以下兩種: (1)輸入電壓是交流方波而不是正弦波,變壓器原方繞組中電流波形也是非正弦 波。 (2)由于變壓器的工作頻率較高,最高可能會達(dá)到幾十萬赫茲。在確定磁心材料 及進(jìn)行損耗計(jì)算時(shí)必須考慮磁芯中高次諧波的影響以及能滿足高頻工作的需要。
通常,為了簡化分析過程,我們會忽略高頻變壓器的勵(lì)磁電感和漏感。事實(shí)上, 分布參數(shù)是不能忽略的,而且隨著開關(guān)頻率的提高,分布參數(shù)的影響會越來越嚴(yán)重。 而其中,對高頻諧振充電電源影響最大的是分布電容,漏感可以作為諧振元件參與諧振過程。