全橋串聯(lián)諧振的研究
發(fā)布時(shí)間:2020-05-22 17:33:00
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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。 脈沖功率技術(shù)中常見(jiàn)的儲能元件為電容器,實(shí)現電容器快速高效的充電是脈沖功率技術(shù)的前提。隨著(zhù)重復頻率脈沖功率技術(shù)的發(fā)展,傳統的工頻充電方式已滿(mǎn)足不了當前對高壓大功率充電電源的要求。當前,很多學(xué)者對開(kāi)關(guān)電源技術(shù)實(shí)現的恒流充電電源做了不少研究,尤其是對全橋串聯(lián)諧振充電電源的研究,但多以試驗為主,系統的理論研究反而少有見(jiàn)報,本文以理論研究為主,旨在導出有指導意義的通式。
全橋串聯(lián)諧振充電電源電路分析
全橋串聯(lián)諧振充電電源電路如圖1所示。全控型開(kāi)關(guān)Z1~Z4及續流二極管D1~D4組成的逆變橋與LC諧振支路構成全橋串聯(lián)諧振變換器。inV為直流輸入電壓,負載電容通過(guò)D5~D8構成的整流橋與LC諧振支路相串聯(lián),T為升壓變壓器。 串聯(lián)諧振變換器按開(kāi)關(guān)頻率fs與諧振頻率fr的大小關(guān)系有三種工作方式:(1)0<f s<f r /2;(2)f r/ 2<f s<f r;(3)f s>f r。 其中,方式(1)在開(kāi)關(guān)器件開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)損耗都最小,被選作電容器恒流充電電源的工作方式。其工作時(shí),一個(gè)開(kāi)關(guān)周期的諧振電流波形示意圖見(jiàn)圖2。
圖中,在23ttt區間,開(kāi)關(guān)器件皆不導通,沒(méi)有電流的流動(dòng)和能量的傳遞,因此,3t時(shí)刻的電路狀態(tài)與2t時(shí)刻相同,可將3t時(shí)刻提前至2t,得到fs=fr/2的臨界狀態(tài)。
通過(guò)理論推導,得出了基于全橋串聯(lián)諧振開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的電容器恒流充電的一些理論通式,并用MATLAB進(jìn)行仿真,做了初步驗證,通式具有普遍意義,其中諧振電流通式,等臺階充電電壓通式及平均充電電流通式對基于全橋串聯(lián)諧振開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的電容器恒流充電電源的參數設計具有參考價(jià)值,對該領(lǐng)域的研究能起到理論指導作用。