華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)串聯(lián)諧振的廠(chǎng)家，本公司生產(chǎn)的串聯(lián)諧振設備在行業(yè)內都廣受好評，以打造最具權威的“串聯(lián)諧振“高壓設備供應商而努力。

串聯(lián)諧振恒流脈沖電源設計，采用理論分析與仿真驗證結合的方式說(shuō)明串聯(lián)諧振恒流脈沖電源的設計原理，在此基礎上設計實(shí)驗模型的研究方法。當串聯(lián)諧振電路的工作頻率等于諧振頻率時(shí)，充電電流為脈動(dòng)恒定電流，電壓值呈“階梯”狀上升。通過(guò)理論與試驗結合充分驗證了當諧振電容和諧振電感滿(mǎn)足上述的關(guān)系式時(shí)恒流充電的效果最好。實(shí)驗結果表明:實(shí)際測量諧振電流的波形與理論諧振電流的波形近似。充電電壓波形接近直線(xiàn)且整個(gè)充電過(guò)程也幾乎為恒流充電;充電電流為2A以上，能在5s內將3300μF的電容充電為400V，實(shí)際測得結果符合設計要求，實(shí)現了較好的效果。所以串聯(lián)諧振充電在充電速度和恒流特性方面遠遠優(yōu)于普通充電方式。

1、串聯(lián)諧振充電的原理

串聯(lián)諧振充電電路中，當電源電壓恒定保持不變時(shí)，隨即變換器從每一個(gè)開(kāi)關(guān)管（IGBT）正向導通開(kāi)始至諧振電流反向續流結束，在這樣的情況下完成一個(gè)自然諧振周期后，此時(shí)儲能元件上的電壓增量相等，因此這種諧振式逆變充電方法通常被稱(chēng)為等臺階充電或等電荷充電。之所以能實(shí)現等臺階充電，因為當電路穩定工作時(shí)正向諧振峰值電流會(huì )隨自然諧振周期的個(gè)數增加而增大，反向續流峰值則減小，但兩者之和不變，從而在每完成一個(gè)自然諧振周期后能保證儲能元件的電壓增量相等。

2、串聯(lián)諧振恒流脈沖電源結構設計

脈沖電源主要由脈沖變壓器、諧振電容、直流源、高頻全橋逆變電路、高頻高壓整流、諧振電感、儲能電容器以及脈沖成形結構（能量轉換和釋放系統）組成。VD為直流電源，可通過(guò)對交流電進(jìn)行濾波、整流得到;高頻全橋逆變電路由4個(gè) IGBT 和與其反向并聯(lián)的續流二極管組成，二極管選用高速恢復二極管，有利于實(shí)現軟開(kāi)關(guān)，選用IGBT是因為它既有功率晶體管的導通電壓低、通態(tài)電流大的優(yōu)點(diǎn)，又有MOSFET 易于驅動(dòng)、開(kāi)關(guān)頻率高、控制簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn);諧振電路由諧振電容、諧振電感、線(xiàn)路等效電阻以及變壓器組成，其中諧振電容和諧振電感的等效阻抗遠大于線(xiàn)路等效電阻;4個(gè)整流二極管形成了高頻全橋整流電路;蓄能電容為電解電容;脈沖成形結構由晶閘管和晶閘管觸發(fā)板組成。

A、高頻全橋逆變電路

在脈沖電源中，核心部分是逆變電路，在逆變電路中將會(huì )有很多的保護和控制電路，整個(gè)功率器件的很多參數都將受到逆變電路的影響，系統的其它各部分也會(huì )相應的受到影響，所以，逆變電路的設計是非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節。逆變電路的拓撲結構多種多樣，由于本論文所設計的脈沖電源輸出功率大、電壓高，所以選擇全橋變換器。選擇全橋變換器主要是因為它具有功率開(kāi)關(guān)電壓及額定電流較小，功率變壓器利用率較高等明顯優(yōu)點(diǎn)。本文選用脈寬調制控制的方式在變壓器的副邊得到占空比可調的正負半周對稱(chēng)的交流方波電壓。逆變器件為IGBT，IGBT的驅動(dòng)為兩片IR2110，分別位于逆變電路中的兩個(gè)橋臂上，每一片IR2110驅動(dòng)一個(gè)橋臂。

B、儲能電容器

電容器是脈沖電源儲存能量，并釋放能量產(chǎn)生脈沖的前提。所以電容器的好壞直接影響了脈沖電源的工作效率和性能。當電容器放電時(shí)相當于兩端直接短路，一般情況下電容器不能在這種短路條件下工作，因此要選擇能夠應用于沖擊大電流裝置的專(zhuān)用電容器。在放電電壓達到萬(wàn)級以上時(shí)，全都使用無(wú)極性的脈沖電容器。但在放電電壓為千伏級，并且放電頻率不超過(guò)5次/每分鐘的場(chǎng)合采用電解電容器，能夠充分發(fā)揮其成本低廉以及儲能密度高的優(yōu)點(diǎn)。在脈沖電源工作時(shí)，電解電容器通過(guò)充電電路補充每次脈沖電容器放電時(shí)所放出的能量。故本系統選用電容器型號為日立HCGF5的電解電容器，最高充電電壓為400V，容量為3300μF。