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高壓直流電源功率調整的介紹

文章出處:常見問題 責任編輯:東莞市聯迪電器有限公司 發(fā)表時間:2022-12-07
  ​基于LLC諧振變換器的具有功率因數校正功能(néng)的高壓直流電源 (HVDCPS)的分析、設計和實驗。爲了改善功率因數校正,所提出的拓撲具有一個帶有兩(liǎng)個濾波電容的輸入整流器、兩(liǎng)個帶有總線電容(Cbus)的電感和一個諧振電路。以防止反向(xiàng)電流流向(xiàng)源二極管(D9和D10)。

高壓直流電源廣泛應用于粒子加速器、靜電除塵和高壓脈沖發(fā)生器、束柱聚焦離子、激光器、X射線系統、電子顯微鏡和許多其他應用,如工業、科研和測試實驗室。一些HVDCPS産生模拟輸入,可用于控制輸出電壓。


高壓直流電源功率調整的介紹

高壓直流電源功率調整的介紹​


除此之外,高壓DC發(fā)生器在不同領域的其他應用很少,比如過(guò)濾各種(zhǒng)氣體和粉塵,靜電噴漆或塗層以及除塵等。這(zhè)些類型的機制需要非常大的電壓來進(jìn)行适當的處理。

描述和構造,高壓直流電源由帶濾波電容器的二極管整流器、高頻逆變器、高頻高壓變壓器(HVT)、控制器和與高壓整流器一起(qǐ)使用的濾波電容器組成(chéng)。其中HVT是一個非常複雜的部件,對(duì)電源的性能(néng)有很大的影響。因爲它包含較高的匝數比,所以有必要具有足夠的幾何距離,以便在初級繞組和次級繞組之間獲得有效且合适的隔離電壓。這(zhè)些絕緣要求加劇了變壓器的非理想性,包括寄生電容和漏電感,這(zhè)將(jiāng)導緻電流和電壓尖峰,并增加噪聲和損耗。

爲了將(jiāng)這(zhè)些缺陷作爲有用的元件,早期的研究人員提出了幾種(zhǒng)類型的變換器,如并聯諧振變換器(PRC)、串并聯諧振變換器(SPRC)和串聯諧振變換器(SRC)。

其中一種(zhǒng)變換器是LLC諧振變換器,它是最有用的變換器拓撲,因爲它的結構簡單并具有許多其他優點。它沒(méi)有變壓器飽和,允許容性輸出濾波,零電壓開(kāi)關和零電流開(kāi)關,在較高頻率下開(kāi)關損耗較小,還(hái)可以吸收變壓器的漏電感[21]。由于LLC諧振變換器的正弦特性,與并聯諧振變換器(SRC)和串并聯諧振變換器(SPRC)相比,LLC諧振變換器的損耗大大降低,問題更少。因此,LLC SRC由于其良好(hǎo)的工作特性和較高的工作頻率範圍,在過(guò)去的幾年中引起(qǐ)了極大的關注。

在所提出的諧振拓撲中,LLC諧振轉換器被(bèi)設計爲在諧振以下工作,以便收集零電壓開(kāi)關(ZVS)。在此工作區域,次級橋式整流器的輸出二極管在零電流開(kāi)關(ZCS)下導通和關斷,從而降低開(kāi)關損耗。由于ZCS和ZVS,獲得了良好(hǎo)的功率因數,因此所提出的拓撲的整體效率得到了提高。爲了施加恒定的輸出電壓,許多作者一直在分析LLC諧振轉換器。

在提案中,提出了高壓直流電源使用半橋諧振轉換器進(jìn)行功率因數校正的具體設計,它可以産生1.5KV的輸出電壓。使用PSPICE仿真工具對(duì)所提出的電路進(jìn)行了仿真測試。通過(guò)改變施加于MOSFET栅極端子的脈寬調制(PWM)的頻率來調整輸出電壓的幅度。