基于IGBT的固態(tài)高壓脈沖電源的研究與設計
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1．2 電源主電路結(jié)構和工作原理
電源主電路原理圖如圖2所示，電路由工頻交流輸入、整流濾波、LCC串并聯(lián)諧振變換器、電容充電儲能、電感的緩沖隔離、IGBT全橋逆變、脈沖升壓變壓器等單元構成。電路工作過程：220 V交流通過整流濾波后得到低壓直流輸出，通過LCC串并聯(lián)諧振逆變經(jīng)高頻升壓后向儲能電容C充電，經(jīng)過IGBT全橋逆變拓撲結(jié)構實現(xiàn)雙極性脈沖輸出。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/176978.htm
圖2中LCC串并聯(lián)諧振變換器是此高壓脈沖電源充電電路的核心部分，由4個功率開關管IGBT與諧振電感Ls、串聯(lián)諧振電容Cs、并聯(lián)諧振電容Cp組成，工作原理是：利用電感、電容等諧振元件的作用，使功率開關管的電流或電壓波形變?yōu)檎也?、準正弦波或局部正弦波，這樣能使功率開關管在零電壓或零電流條件下導通或關斷，減少開關管開通和關斷時的損耗，同時提高開關頻率，減小開關噪聲，降低EMI干擾和開關應力。
分析LCC串并聯(lián)諧振充電電路時，假設：1)所有開關器件和二極管均為理想器件；2)變壓器分布電容為0；3)n2C>>Cs；4)開關器件工作在全軟開關狀態(tài)。
根據(jù)開關頻率fs與基本諧振頻率fr的關系，LCC諧振變換器有3種工作方式：1)fs0．5fr的電流斷續(xù)模式(DCM)，開關管工作在零電流／零電壓關斷、零電流開通狀態(tài)，反并聯(lián)二極管自然開通、自然關斷；2)fr>fs>0．5fr的電流連續(xù)模式(CCM)，開關管為零電流／零電壓關斷、硬開通，反并聯(lián)二極管自然開通但關斷時二極管有反向恢復電流，電路開關損耗較大；3)fs>fr仍然為電流連續(xù)模式(CCM)，與2)的區(qū)別是開關管為零電流／零電壓開通、硬關斷，電路開關損耗同樣較大。諧振頻率為：
其中Lr為諧振電感，
為諧振電容，視工作狀況不同，由串聯(lián)電容Cs與并聯(lián)電容Cp共同決定。
在此設計中，選用合理的逆變設計參數(shù)，使LCC串并聯(lián)諧振變換器工作在DCM模式下，結(jié)合軟開關技術，使開關損耗達到最小。
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