论文部分内容阅读
随着电力电子技术的进步,新的技术和和器件不断尝试应用于高压电源设计中,使得高压电源趋向高频化和小型化发展,其性能也得到不断提升。这促进了高压电源在诸多领域中的应用,尤其在束流装置中,高压电源已成为不可或缺的一部分,其性能的好坏也将直接影响束流的品质。
依据加速器对高压电源的设计需求,本文提出了一种新颖的直流高压电源设计方案,即将调频控制方式(PFM)和并联谐振电路结合起来应用于电子枪直流高压电源设计。这改变了以往直线加速器高压电源中广泛采用的传统硬开关脉宽调制(PWM)电路拓扑和串联谐振电路拓扑的设计思路。
本文分析比较了串联和并联谐振电路特性,对谐振变换器的工作模式进行了详细的阐述。考虑减小电路损耗的各种可行性措施,最后提出了高压电路设计的优化方案:即结合调频控制,采用过谐振模式下的并联谐振电路。给出了高压电源的具体实现设计方案,并成功研制了一台45kV/200W的直流高压电源,为以后同类型高压电源研制提供了借鉴和参考。在一定简化的前提下,本文还建立了并联谐振电路(PRC)的小信号闭环控制模型,为PRC电路的实际设计和应用提供了一定的参考依据,最后给出了电路的稳定性分析和电源性能优化的思路、方法。
文章对研制的高压电源进行了长期稳定度测量,满足设计要求,该成果已经成功应用于电子辐照直线加速器电子枪中。