摘要：针对高压脉冲电容器充电电源高功率小型化的发展需求,采用谐振软开关技术和热设计技术研制了开关频率为50kHz的充电电源,要求在电源10kV的额定输出电压下充电速率达到20kJ/s(额定输出电压下峰值功率40kW),功率密度达到2MW/m3。分析了分布参数的存在对高频逆变器工作特性的影响,介绍了针对不同分布参数影响的应对措施。初步试验研究了间歇工况下高功率小型化电源热设计技术,基于电源间歇工作特点,结合不同电源组件发热特性,设计了不同的散热措施,给出了各器件的温升数据。完成了充电电源性能测试实验,实验结果表明:电源功率密度达到2.15MW/m3。

摘要：为提高经颅磁刺激(TMS)的电流脉冲频率,该文提出一种基于电感-电容-电容-电感谐振变换器(LCCLRC)的电容器充电电源(CCPS)。首先,利用基波分析法推导出LCCLRC恒流输出以及逆变器输出电压与电流零相位条件的近似表达式;其次,对较小物理尺寸和较大电流增益的变换器的设计条件进行分析,根据仿真实验可得,以LCCL RC为充电电源的TMS系统脉冲频率是LCLCRC的1.21倍;最后,设计平均输出电流为1.15A、功率为118.37W的样机原型。结果表明,样机原型的实际电流增益为0.904,将3300μF储能电容从0V充电至100V的时间为315ms。相对于LCLCRC电容器充电电源,其充电时间减少了21.25%。实验结果验证了该理论分析的有效性。

摘要：针对采用串联谐振变换器电容器充电电源的不足,通过分析、改进并联谐振变换器拓扑,研制了基于并联谐振全桥变换器研制的10kJ/s,100kV电容器充电电源,变换器开关采用脉冲宽度调制技术,开关频率达40kHz,电源的反馈控制电路基于数字信号处理全数字控制器。并给出了充电电源及主要部件高频高压变压器的设计注意事项、经验及实验结果。

摘要：高功率微波系统工作时会在其周围环境中产生很强的电磁干扰(EMI),充电电源作为高功率微波系统所必须的设备,需要对其进行针对性的电磁兼容设计,以确保自身能够在强干扰的电磁环境中正常工作。针对此问题,首先对实验室以往的充电电源出现的干扰问题进行了分析,然后在此基础上采用滤波、屏蔽、接地、强弱电分离、光纤隔离以及数字滤波等软硬件结合的多种干扰抑制与防护措施,成功研制了可在强电磁辐射环境下稳定运行的700 V/6 A电容器充电电源。该电源可在70 kV/m场强的超宽谱电磁环境下正常工作,满足使用要求,有力保障了整个高功率微波系统的正常工作。

摘要：高频化是提升电源功率密度的有效方法。为了保护高频电容器充电电源中的开关器件,以串联谐振式电容器充电电源为基础,研究了绝缘栅双极晶体管(IGBT)尖峰电压的产生机理及影响因素。介绍了几种抑制尖峰电压的方法,着重分析了IGBT吸收电路的基本原理,并进行了参数设计。结合仿真软件,对吸收电路的参数进行了优化,将仿真结果和40 kW,50 kHz电容器充电电源样机的实验结果进行对比,验证了提出方案的可行性。

摘要：谐振型电容器充电电源因其高效、高功率密度被广泛应用于脉冲功率领域,其控制方法多为断续模式的恒流控制,控制简单但存在充电速度慢、开关器件应力大的缺点。恒功率控制可以加快充电速度,但电流断续模式(discontinuous conduction mode,DCM)谐振电流峰值大、平均值小,器件应力大;电流连续模式(continuous conduction mode,CCM)充电后期开关频率高,硬关断损耗与干扰严重。为了实现电容器恒功率充电的同时弥补单一CCM或DCM模式充电的不足,该文提出一种新型多模态恒功率控制策略,综合利用CCM电流平均值大、峰值小与DCM开关损耗小的优势。状态平面法便于准确直观分析谐振电路变模式恒功率充电过程,因此文中通过CCM与DCM运行时的状态轨迹推导出恒功率控制模型,设计并实现各充电模态的平滑切换。最后通过实验验证,该多模态恒功率控制策略能够在显著加快充电速度的同时不增加开关器件应力。

摘要：电磁轨道炮的连发技术需要给其供电的脉冲功率源连续快速充放电。而这一过程的实现,需要对脉冲功率源中的高压电容器进行快速、可重复的充电操作,因此,充电电源的设计成为脉冲功率源系统设计过程中的重要一环,也是电磁轨道炮设计的一个组成部分。基于级联式模块化多电平变换器这一电路拓扑,设计了一种模块化的高电压电容器的充电电源,将其充电过程划分成了恒流充电和恒功率充电两个阶段;并在此基础上进行了用于电压保持的浮充部分电路设计和基于能量平衡的MMC半桥子模块间动态均压部分的控制设计。基于设计结果,通过仿真计算得到了充电过程的电压和电流波形,并验证了模块化电路结构的动态均压特性。

摘要：为了实现电容器恒流充电,研究了基于LCL-T谐振变换器的恒流充电技术。首先,运用交流分析法详细阐述了LCL-T谐振变换器在一定条件下实现恒流特性的原理,分析了不同品质因数下开关频率的变化对谐振变换器电流增益和逆变器输出端电压电流相位差的影响;其次,对二极管钳位型LCL-T半桥谐振式电容器充电电源的充电过程和性能进行了分析,并在此基础上设计了一台样机。最后,通过在12 s内将2 370μF电容器充电至600 V的仿真与实验证明了LCL-T半桥谐振式电容器充电电源具有恒流特性,且控制简单,适用于电容器的快速、精确充电。

摘要：介绍一种为电容器充电而特别设计的电源(CCPS)。这种电源使用了串联谐振拓朴结构,运用了较为成熟的零电流开关技术以及导通时间和开关频率都固定的简单控制方式。实验样机是给一个1.0μF的人工线电容充电,从0V充到5600V,约需2.8ms,充电能量达5600J/s。当重复频率为300Hz时,平均输出功率为4700W。

摘要：为了满足电磁轨道发射系统中高压脉冲电容器组的快速充电需求,研制了一台采用串联谐振电路的高频-高压电容器充电电源。该电源的输出电压15kV,谐振频率32kHz,平均充电功率为15kJ/s。介绍了其工作原理,并进行了设计实现和仿真分析。实测数据,波形与设计指标一致。实验证明该电源在小型化,可靠性等方面,满足设计指标和实验要求。