? 華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)串聯(lián)諧振的廠(chǎng)家，本公司生產(chǎn)的串聯(lián)諧振設備在行業(yè)內都廣受好評，以打造最具權威的“串聯(lián)諧振“高壓設備供應商而努力。

? 由于電場(chǎng)用高壓電源要求輸出電壓大范圍線(xiàn)性可調，同時(shí)為了實(shí)現軟開(kāi)關(guān)，本文前級采用輸出電壓大范圍可調的 DC/DC 電路，中間級為高頻 LC串聯(lián)諧振逆變電路，后級為正負雙向倍壓電路的三級方案，從而實(shí)現大范圍，低紋波，高可靠性的要求。系統整體結構框圖如下圖2-1所示。

? 電路主要由整流濾波電路、同步 Buck 大范圍可調電壓電路、LC 串聯(lián)諧振逆變電路、正負對稱(chēng)雙向倍壓電路組成。首先輸入交流電壓經(jīng)過(guò)整流濾波電路變?yōu)槠交闹绷麟妷海缓蠼?jīng)同步 Buck 調壓電路實(shí)現穩壓和大范圍的可調輸出電壓，恒頻恒占空比的 LC 串聯(lián)諧振電路，將前級的直流電壓變?yōu)楦哳l方波電壓加于高頻高壓變壓器兩端，通過(guò)變壓器和倍壓電路兩次升壓變?yōu)樨撦d所需的高壓，產(chǎn)生電場(chǎng)。

? 前級同步 Buck 電路原理和仿真?

? 由于電路中輸出電壓大范圍可調且電場(chǎng)負載幾乎為開(kāi)路，傳統的 Buck電路在輕載大范圍調節電壓時(shí)電路容易工作于斷續狀態(tài)。對于大范圍調壓電路而言，若整個(gè)過(guò)程工作于連續狀態(tài)時(shí)電路中要求電感值較大，如圖2-2所示。從圖中看出負載越輕，電路中所需電感越大。

? 加速器用的小功率電源由于電流小負載輕，電路在大范圍調壓時(shí)極易工作于斷續狀態(tài)，占空比和輸入輸出電壓增益不再具有線(xiàn)性關(guān)系如上圖2-3所示。當電路具有相同輸出電壓時(shí)，工作于連續模式與斷續模式相比具有更大的占空比。圖中 D<0.2時(shí)，工作于 K=0.005時(shí)，占空比 D 微小的變化引起輸出電壓很大變動(dòng)，而連續導電模式中電路的增益始終保持線(xiàn)性變化。

? 綜上所述，普通 Buck 電路工作于輕載斷續時(shí)，輸入輸出不再具有線(xiàn)性關(guān)系，電路中電流峰值高，控制電路設計困難，穩定性差。

系統整體結構和工作原理

? 同步 Buck 電路輕載時(shí)具有電感電流保持連續的特點(diǎn)，從而保證了輸入輸出電壓的線(xiàn)性關(guān)系。輕載時(shí) LC 串聯(lián)諧振電路工作于開(kāi)關(guān)頻率略小于諧振頻率的模式，具有自動(dòng)實(shí)現零電流導通和關(guān)斷的優(yōu)勢，同時(shí)可以有效利用變壓器的寄生參數，輸出電壓基本等于輸入電壓。正負雙向倍壓電路可以有效的降低變壓器的變比，同時(shí)移相 180°可以大大降低輸出電壓的紋波，綜上可得，電路系統結構如圖 所示。

? 電路具體工作過(guò)程為：首先前級同步 Buck 電路產(chǎn)生一大范圍可調的輸出電壓，通過(guò)調節前級 Buck 電路的電壓可以實(shí)現大范圍的調節逆變電路的輸入電壓。

LC 串聯(lián)諧振電路工作于開(kāi)關(guān)頻率略小于諧振頻率的模式時(shí)，將輸入電壓逆變?yōu)橐粋€(gè)高頻方波電壓加于變壓器的原邊，之后經(jīng)變壓器初次升壓后加于正負雙向倍壓電路中實(shí)現高壓輸出，加于極板產(chǎn)生電場(chǎng)。

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