谐振有关论文范文例文,与串联谐振恒流脉冲电源设计相关论文发表

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摘 要：本文对串联谐振充电原理进行分析和理论推导.通过公式推导得出了电路发生谐振时能得到最佳的充电效果.提出了串联谐振恒流脉冲电源.本文进行了大量的实验研究,通过TDS30012B数字示波器测出了IGBT驱动电压的波形、储能电容充电波形和谐振电流波形.实验证明串联谐振充电优越于普通充电方式.

关 键 词：串联谐振脉冲电源PWMIGBT

随着重复频率脉冲功率技术的发展,那种体积庞大、低效率的恒压充电方式已不能满足实际需求.传统电源与串联谐振充电电源相比,其具有如下优点:高效率、恒流充电、大功率密度、体积小、适用于变化范围宽的负载等,是理想的电容充电电源.本文将对适合电容充电的串联谐振恒流脉冲电源进行了设计.

1.串联谐振充电的原理

串联谐振充电电路中,当电源电压恒定保持不变时,随即变换器从每一个开关管（IGBT）正向导通开始至谐振电流反向续流结束,在这样的情况下完成一个自然谐振周期后,此时储能元件上的电压增量相等,因此这种谐振式逆变充电方法通常被称为等台阶充电或等电荷充电.之所以能实现等台阶充电,因为当电路稳定工作时正向谐振峰值电流会随自然谐振周期的个数增加而增大,反向续流峰值则减小,但两者之和不变,从而在每完成一个自然谐振周期后能保证储能元件的电压增量相等.

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2.串联谐振恒流脉冲电源结构设计

脉冲电源主要由脉冲变压器、谐振电容、直流源、高频全桥逆变电路、高频高压整流、谐振电感、储能电容器以及脉冲成形结构（能量转换和释放系统）组成.主电路见图1.

图1图主电路拓扑图

图中VD为直流电源,可通过对交流电进行滤波、整流得到,高频全桥逆变电路由4个IGBT和与其反向并联的续流二极管组成,二极管选用高速恢复二极管,有利于实现软开关,选用IGBT是因为它既有功率晶体管的导通电压低、通态电流大的优点,又有MOSFET易于驱动、开关频率高、控制简单的优点,谐振电路由谐振电容、谐振电感、线路等效电阻以及变压器组成,其中谐振电容和谐振电感的等效阻抗远大于线路等效电阻,4个整流二极管形成了高频全桥整流电路,蓄能电容为电解电容,脉冲成形结构由晶闸管和晶闸管触发板组成.

2.1高频全桥逆变电路

在脉冲电源中,核心部分是逆变电路,在逆变电路中将会有很多的保护和控制电路,整个功率器件的很多参数都将受到逆变电路的影响,系统的其它各部分也会相应的受到影响,所以,逆变电路的设计是非常关键的一个环节.逆变电路的拓扑结构多种多样,由于本论文所设计的脉冲电源输出功率大、电压高,所以选择全桥变换器.选择全桥变换器主要是因为它具有功率开关电压及额定电流较小,功率变压器利用率较高等明显优点.本文选用脉宽调制控制的方式在变压器的副边得到占空比可调的正负半周对称的交流方波电压.逆变器件为IGBT,IGBT的驱动为