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(píng)，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。
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和新型高性能/高耐壓/高頻電力電子器件的出現(xiàn),高壓直流電源開始在軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療和日常生活中應(yīng)用，例如：雷達(dá)發(fā)射器、污水處理、靜電除塵、電子顯微鏡、X射線儀、行波管、臭氧發(fā)生器等。部分產(chǎn)品技術(shù)比較成熟，已被廣泛的應(yīng)用。
高壓直流電源國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
國(guó)外研究高壓直流電源的歷史較早。從電源的發(fā)展角度看主要經(jīng)歷了以下四個(gè)階段。
早期的高壓直流電源主要是將工頻交流電經(jīng)升壓變壓器升壓后整流濾波，或升壓后再采用倍壓整流得到高壓。由于工頻變壓器體積大、紋波大，電路不能采用閉環(huán)調(diào)節(jié)，這類高壓直流電源逐漸被淘汰。
晶閘管控制階段，此階段由于晶閘管的出現(xiàn)，開始采用半控型器件調(diào)節(jié)電源電壓，而且可以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)調(diào)節(jié)，大大提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。但對(duì)電網(wǎng)有很大的污染，由于使用工頻變壓器，因此系統(tǒng)仍存在體積大，效率低，濾波電容大和輸出紋波大的缺點(diǎn)。
近年來，隨著全控型器件的成熟，人類步入了開關(guān)電源的時(shí)代，此時(shí)開關(guān)電源開始在高壓直流電源中應(yīng)用，它以效率高、體積小、重量輕、響應(yīng)快、儲(chǔ)能少、設(shè)計(jì)制造周期短等特點(diǎn)，已逐漸取代了傳統(tǒng)的高壓線性直流電源，走進(jìn)了各個(gè)領(lǐng)域。
高壓直流電源控制技術(shù)
目前高壓電源多采用開關(guān)電源技術(shù)，大大降低了體積重量，提高了效率，尤其是小功率高壓電源幾乎都是開關(guān)電源結(jié)構(gòu)。開關(guān)電源控制技術(shù)主要有脈寬調(diào)制技術(shù)、調(diào)頻控制技術(shù)以及調(diào)幅控制技術(shù)。對(duì)于高壓電源而言，由于輸出電壓較高，很少采用電感電容LC濾波，而是普遍利用電容一階濾波。因此高壓電源中主要有調(diào)頻控制和調(diào)幅控制兩種控制方法。
PFM 控制高壓直流電源
調(diào)頻控制高壓電源框圖如圖1-1所示。
電路工作過程為，輸入電壓經(jīng)過整流濾波后變?yōu)槠交闹绷髁浚缓笸ㄟ^高頻逆變諧振電路產(chǎn)生一個(gè)高頻方波電壓加于變壓器原邊，最后通過變壓器和倍壓整流電路雙重升壓產(chǎn)生高壓直流電，調(diào)節(jié)頻率大小控制輸出電壓。
調(diào)頻控制電路根據(jù)諧振方式的不同，主要分為 LC 串聯(lián)諧振高壓電源、LC 并聯(lián)諧振高壓電源和 LCC 串并聯(lián)諧振高壓電源。
(1) LC 串聯(lián)諧振高壓電源LC 串聯(lián)諧振變換器的拓?fù)淙缦聢D 1-2 所示。
此電路的優(yōu)點(diǎn)是初級(jí)串聯(lián)諧振電容rC ，它作為隔直電容，可以避免了變壓器的偏磁問題。同時(shí)諧振電感可以充分利用寄生電感，減小了變壓器寄生參數(shù)對(duì)電路的不利影響。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)為當(dāng)負(fù)載電流減小時(shí)，流過功率器件的電流減小，因此可以得到較高的負(fù)載效率。缺點(diǎn)為高壓電源中變壓器的匝比多，寄生電容不可忽視，由于變壓器寄生電容的充放電，增大了系統(tǒng)的無(wú)功功率，大大降低了變壓器的效率。同時(shí)，采用 LC 串聯(lián)諧振當(dāng)電路工作于輕載條件下時(shí)，電路的輸出電壓基本不隨頻率的變化而變化，因此輕載時(shí)，調(diào)頻控制不再適用。
(2)LC 并聯(lián)諧振高壓電源 LC并聯(lián)諧振變換器如下圖1-3所示。
此變換器中變壓器的漏感和諧振電感相串聯(lián)，可以消除寄生電感對(duì)電路的影響。而其分布電容和諧振電容相并聯(lián)，克服了串聯(lián)諧振變換器的分布電 容對(duì)電路的影響。而且可以在空載時(shí)調(diào)節(jié)輸出電壓，較適合于輕載或空載下運(yùn)行。此外，并聯(lián)諧振電路還具有抗電路短路的特性。因此在一定條件下并聯(lián)諧振電路更適于高壓電源。但是，對(duì)于 LC 并聯(lián)諧振而言，輸出一般采用 LC 濾波，但是在高壓電源中由于輸出濾波電感承受較高電壓，因此濾波電感的體積可能比變壓器的體積大，雖然在文獻(xiàn)中證明了輸出濾波電路中，去掉電感，系統(tǒng)性能沒有降低，但是，由于無(wú) LC 串聯(lián)諧振隔直電容的優(yōu)點(diǎn)，變壓器易飽和成為本拓?fù)涞闹饕獑栴}。此外，由于電路中工作電流完全獨(dú)立于負(fù)載，因此當(dāng)電路工作在輕載時(shí)，電路的效率較低。
(3)LCC 串并聯(lián)諧振高壓電源
為了能夠充分利用串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)消除二者的缺點(diǎn)串并聯(lián)諧振電路應(yīng)運(yùn)而生，電路如圖 1-4 所示。
此電路避免了串聯(lián)諧振空載不能調(diào)整，并聯(lián)諧振變換器環(huán)路電流獨(dú)立于負(fù)載的缺點(diǎn)。它雖然具有串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振變換器的優(yōu)點(diǎn)，但是電路在空載或輕載下輸出電壓在諧振頻率處很高，不利于元器件的選擇，而工作在較低輸出電壓時(shí)，工作頻率較低因此調(diào)節(jié)輸出電壓時(shí)電路的頻率變化范圍較大，不利于磁性元器件的設(shè)計(jì)。
總之，調(diào)頻控制具有拓?fù)浜?jiǎn)單、成本低，而且諧振電路易實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)和吸收寄生參數(shù)的功能，應(yīng)用也較廣泛，但對(duì)于大范圍可調(diào)輸出電壓，低紋波和穩(wěn)定度高的場(chǎng)合，由于頻率變化范圍太大，輸出紋波變化大，磁性元件設(shè)計(jì)困難，同時(shí)變壓器利用率低。因此，在高壓功率電路中不宜采用調(diào)頻控制。