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串联谐振电源的研究现状是什么?
2021-09-04

随着工业的发展,脉冲功率应用范围越来越广,对以高压电容器作为储能单元的脉冲功率系统来说,充电电源决定了电压的稳定度和重复频率,串联谐振充电电源具有损耗小,抗短路能力强的优点,非常适合给高压脉冲电容器充电。

 

串联谐振电源的研究现状

 

早的充电电源采用恒压直流充电方式,工作的效率根本跟不上设计的要求,为了达到快速充电又发展了工频谐振,实现了恒流充电,使电容的电压线性上升,但是电流的自我调节能力又太差了,随着负载的变化而变化,工频状态下电感和变压器的体积均较大,共模干扰非常严重,达不到电压精确度的要求,而且不方便携带.随后出现了以逆变器为主的电路,虽然重量下降了,体积也减小了,但由于开关元件主要采用的是晶闸管,开关频率大在10Khz附近,晶闸管的触发电路也是非常复杂的.随着电子开关器件的发展出现了高开关频率,低导通压降的MOSFET,在充电电源中得到了广泛应用.可见电源正向高频化发展.

 

目前,国内外许多专家和厂商在不断地进行串联谐振充电装置的研究,其研究主要集中在以下几个方面:

 

(1)串联谐振等效电路的研究

 

串联谐振在不同的谐振周期,等效电路是不一样的,分析时把一个开关周期分为六种模态,按照电压电流计算公式,得出谐振参数的值,但是这是在理想条件下得出的计算公式,仅仅减小了变压器漏感对电路的影响,因有高频变压器和整流硅堆的介入,分布电容的影响就不得不考虑,实际上已经变为串并联谐振电路,所以在设计高频变压器时应尽量减小其分布电容.

 

(2)串联谐振变换器中电感器的设计

 

串联谐振变换器中的电感器是一高频元件,设计时大多采用铁氧体磁芯,常用的是EE型磁芯,这种方法虽然也可以达到电源的要求,但谐振时磁通密度不断升高,很容易造成磁芯的饱和,从减轻重量方面来说,不利于电源的轻量化.

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