0 引言
高壓直流電源已越來越廣泛的應用於工業、醫學、核物理、檢測等領域。對於x 光機，粒子加速器，電子束焊機，電子束**機等一些應用場合，對電壓的水平要求比較高，它們均要求低紋波電壓。文章[5]對幾種用於高壓直流電源的電路拓撲結構分別進行了介紹，並對它們進行了比較，指出了各自的優缺點。
近年來，隨著新的電力電子器件的應用使得高壓直流電源出現了頻率高，效率高，功率密度高，可靠性高等新特性。高頻化可以提高電源效能，減少變壓器的體積和紋波係數，但也帶來了新的技術問題。過高的頻率會導致開關管開斷頻繁，開關損耗增大，影響開關管壽命並使整機效率下降。
鑑於以上問題，本文採用雙路電源併聯輸出的方法得到低紋波直流。在開關管頻率受限的今天，本方法可以在頻率較低的情況下得到低紋波直流。
1 主迴路工作原理
電源的系統框圖及主迴路原理圖別如圖1 和圖2 所示。
圖1 系統框圖
圖2 電源主迴路原理圖
主電路含有兩套完全相同的半橋逆變電路，逆變開關元件選用igbt.每一路均採用獨立的三相全控整流橋供電，逆變電路採用pwm 方式，工作頻率遠高於諧振頻率， 逆變後的電壓波形為方波。 電路的功率調節通過控制全控整流橋的移相角來實現。
igbt 的觸發脈衝引數：0 khz~20 khz、占空比45%,-5 v~+15 v,上下橋臂脈衝相差半個週期如圖3 所示，兩路半橋逆變電路的輸出波形如圖4 所示。將兩路電壓併聯，即可得平直電壓。
圖3 igbt 觸發脈衝波形
圖4 輸出電壓波形示意圖
輸出紋波和輸出電容的關係為：
可見，加大輸出電容值也可以減少紋波，或者採用多個電容併聯的方式減少esr 值。
2 電壓跟蹤電路
由於採用兩路輸出併聯來獲得平直的直流電壓， 裝置正常工作的關鍵問題是兩路併聯電源的電壓平衡問題，即要求兩路輸出的電壓幅值時刻保持相同。為使兩路輸出保持一致，元器件引數應選取一致，還需要一套輸出電壓檢測、比較及自動調節電路，實際設計的電路工作過程如圖5 所示。
圖5 電壓跟蹤電路結構框圖在檢測電路中主要包含隔離和離散化兩部分電路，隔離電路可以有效地抑制系統雜訊， 消除接地迴路的干擾。把檢測到的輸出電壓離散化是為了解決當相近的模擬量直接比較時運放輸出抖動的問題， 同時可以使後面的比較電路的反應速度調節方便。在離散化電路中具體由鋸齒波來調製經過隔離的輸出電壓來實現。
它將檢測到的電壓訊號，轉化為脈寬與其電壓成正比的方波訊號。
在具體應用中，應根據頻率範圍來設計合理的rc 濾波電路。濾波器的輸出與其輸入之比β 為：
當β≈1 時：
即：3 實驗結果
應用本方案試製了一套小功率系統，以此來驗證電路的可行性。
為了方便除錯，樣機採用閘流體整流，本樣機選用西安電力電子技術研究所生產的kk200 整流閘流體。三相電經過乙個降壓變壓器(變比10∶1)接到2 個整流橋。
三相全控整流橋輸出直流平均電壓為：ud=1.35u1cosα式中，u1-輸入三相線電壓有效值;α-三相橋式全控整流控制角。
本樣機整流橋進線線電壓有效值為380 v,採用三相橋式全控整流，所以整流橋輸出最大直流平均電壓為380*1.35 / 10=51.3 v 左右。
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