第232章 發生器【文科生勿點】

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壓器輸出的高壓交流電整流，輸出高壓直流電壓。輸出電壓提高的倍數由高頻變壓器初、次級匝數比，次級繞組數量和每個次級繞組連線的整流器級數決定。變壓器每個次級繞組連線多級整流器，不同次級繞組連線的整流器之間串聯。次級繞組連線的多級整流器增加電容器，且連線到各級整流器的電容器容量相同，所流過的電流為零時。各整流器的相應二極體同時導通，保證各串聯電容器均壓充電，且無整流損耗。

高頻變壓器升壓倍數不變的情況下，次級兩個繞組的匝數和不變，即高頻變壓器不會因此增加容量和體積。高頻變壓器輸出的是高壓高頻交流電，高頻不可控整流器中的二極體須採用快速二極體。輸出電壓由多個電容器串聯提供，每個電容器的耐壓值降低了多倍，但電容器的選用仍要遵循容量小、耐壓高的原則，容量小可使輸出電壓升壓更快。

一種無超調且不影響快速性的升壓方法。串聯諧振電路中，電容電壓與諧振電流需進行限制，以保護逆變器和高頻不可控整流器中的開關管和二極體。在升壓階段，輸出電壓給定值並不直接為目標值，而是逐漸升高。收斂於目標值。輸出電壓給定值上升至目標值的95%之前，輸出電壓給定值以正向諧振狀態使得輸出電壓升高的幅度上升，使之以最快的速度升高。此時，若是查表判斷下一時刻為反向諧振狀態強制為自由諧振狀態。電容電壓與諧振電流超過限定值，下一狀態也強制為自由諧振狀態。輸出電壓給定值達到目標值的95%以後，輸出電壓給定值以較小幅度上升，快速收斂到目標值，判定為自由諧振狀態的情況強制為反向諧振。以保證整個電壓上升過程輸出電壓無超調現象。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：逆變器的結構簡單、控制策略容易實現，基於諧振軟開關控制技術，可完全消除開關損耗，開關頻率進一步提高，由於逆變器輸出電平增加，對輸出電壓調節更加精細，使得輸出電壓波動更小、響應更快；為了適應所設計的逆變器輸入電壓模式，採用的工頻整流器串聯結構對串聯電容組均壓充電，保證了逆變器輸入電壓的穩定。而且工頻整流器不需要對其輸出電壓調整，採用不可控整流器，簡化了整個系統的控制複雜度；高頻不可控整流器採用多級整流器串聯方式，在各級整流器之間增加相同容量的電容，消除了高頻不可控整流器的損耗，提高了整個系統的效率。

附圖說明

當參考閱讀下面的詳細說明時，將更好地理解本發明的特徵和優點，其中，在全部附圖內，類似的字元表示類似的部分。其中：

圖1為本領域已知的高壓電源拓撲；

圖2為根據本發明的一個實施例，採用五電平逆變器40的高壓電源拓撲，工頻不可控整流器50採用工頻變壓器42次級兩繞組分別整流，高頻不可控整流60採用高頻變壓器44次級兩繞組分別連線2級整流器。並串聯在一起；

圖3為根據本發明的一個實施例，採用五電平逆變器40的高壓電源拓撲，工頻不可控整流器70採用2級整流器，高頻不可控整流器80採用4級整流器；

圖4為逆變器40的5種工作狀態，1-逆變器40的輸出電壓，2-串聯諧振電路的諧振電流。-2正向諧振，II-2反向諧振，III-自由諧振，IV-1正向諧振，V-1反向諧振；

圖5為輸出電壓給定值的理想上升曲線，1-理想給定值上升曲線，2-模擬得到的高壓直流電壓輸出曲線；

具體實施方式

如圖1所示，本領域內公知的高頻高壓直流電源100的拓撲。高壓直流電源100使用了三級功率電路，以將電網中的三相交流電壓11轉換為可調節的穩定高壓直流電壓17。電網的三相交流電壓11經可控整流電路30，及較大容量的電解電容52，得到逆變器10的直流母線電壓13。可控整流電路30採用pAm控制策略可根據輸出的高壓直流電壓17連續地調節直流母線電壓13。此處可控整流閘流體是有開關損耗的，只是開關頻率低，損耗很小。也正因為開關頻率低，可控整流電路30的輸出響應很慢，不易頻繁調整輸出直流母線電壓13。

直流母線電壓13到高頻交流高壓15是透過逆變器10、串聯諧振電路和高頻升壓變壓器26實現的。逆變器10由四個全控開關管各反並聯一個二極體組成，外加電容22與變壓器26的漏感組成串聯諧振電路，如果漏感不夠，可外加一個電感24。逆變器10輸出的高頻脈衝電壓經串聯諧振電路，輸入到變壓器26中的是正弦電壓及