串联结构SLR式高压电容恒流充电电源的研究

• 作 者: 李杨
• 发表日期: 2007年期
• 关键词: 软开关 恒流 串联谐振变换器 多模块串联

近年来高压直流电源在高功率脉冲电源等许多高新技术领域得到了广泛的应用。高压电容作为高压直流电源中储能的主要设备,对其实现快速、高效的充电成为该技术中一项重要要求。随着新型功率开关器件及新电路拓扑的不断进步,高压电容充电技术得到了迅速的发展。其中谐振软开关技术的应用,对于实现高效率、小型化、安全可靠的高压电容充电具有更重要的意义。本课题设计了一台由直流48V蓄电池供电、输出电压最高为10kV的高压电容恒流充电电源。首先,根据高压电容恒流充电电源的运行特点,选取了串联谐振变换器作为主电路结构,对其动态过程进行了数学分析及数值仿真,讨论了该电路的运行特点、谐振回路参数对运行特性的影响以及开关工作频率与功率输出的关系,合理地选取了谐振参数和开关频率。其次就高频高压变压器设计的难点,提出了多模块串联的拓扑结构的设计方案。这种方案能够完全利用了变压器的漏感作为谐振电感,有效地减小了分布参数带来的影响,减轻了变压器设计的难点。最后设计了控制驱动电路,不仅实现了充电电源的软开关技术,同时利用CAN总线、单片机完成了对充电电源的远程控制。并通过对上电电路、电压比较电路的设计保证了电源安全、可靠地运行。仿真和试验结果表明,本课题所设计的高压电容恒流充电电源能够安全、可靠、稳定的运行,达到了预期效果。