[實用新型]雙橋移相串并聯諧振高壓直流電源

有效

• 申請號: 201220358024.0
• 申請日: 2012-07-16
• 公開（公告）號: CN202872641U
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 陳建輝;高鳳岐;喬中濤;張延生;井建輝;魏忠林;楊葉舟;盧慧卿;王廣龍;馬立元
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍械工程學院
• 主分類號: H02M3/28
• 分類號: H02M3/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種雙橋移相串并聯諧振高壓直流電源。

本實用新型主要應用在需要直流高壓輸出的領域，解決領域中其他產品體積大、抗打火能力差、輸出紋波大、適用范圍窄等問題。

背景技術

一直以來，對于速調管、行波管等領域高壓直流電源，多為線性電源、普通橋式開關電源、串聯諧振開關電源方式。線性電源體積大、效率低、抗打火能力差，早已不被使用；普通橋式開關電源不能短路工作，抗打火能力極差，因此很難在高壓電源領域被廣泛采用；串聯諧振開關電源為恒流源性質，可以短路工作，但其有開關峰值電流大、損耗大及變壓器較難設計等缺點，近年來已被串并聯諧振所取代。

近年來，隨著串并聯諧振電源技術的日趨成熟，使其在高壓領域得到了較多的應用。串并聯諧振電源工作特性為恒流源，可以短路工作，因此具有極強的抗打火能力。而串并聯諧振較之串聯諧振，有著開關峰值電流小、損耗小的優勢，并且將變壓器的分布參數全部利用上，使得變壓器的設計更加簡單。目前的串并聯諧振，主要為單橋式，采用調頻控制，這種方式使電源在輕載時工作在斷續狀態，輸出具有較大紋波。而雙橋移相串并聯諧振保留了單橋串并聯諧振的優勢，進一步增加了電源的輸出功率，而移相的控制方式更容易實現，更不存在輕載時的紋波問題。這種雙橋移相串并聯諧振高壓電源廣泛應用于雷達發射機中行波管與速調管電源、高壓除塵以及眾多科研領域。

實用新型內容

本實用新型為實現其目的所采取的技術方案是：采用兩個完全一樣的串并聯諧振全橋或半橋，并在同一個磁芯上繞制兩個橋的變壓器初級，通過控制兩個橋的相位變化實現輸出能力的改變。

電源中的兩個橋全部正常工作在串并聯諧振狀態，通過閉環，用移相控制芯片對相位進行調整。當兩橋相位差為0度時，輸出最大；180度時，兩橋相互抵消，理論上輸出為0。

原有的線性電源，體積大，效率低，不能短路工作，因此抗打火能力很差，而作為高壓電源，抗打火能力是電源的一個極其重要的指標；而串聯諧振電源的初級電流峰值是串并聯諧振的1.5倍以上，使開關管的選取變難，成本也會增加，同時，分布參數中的分布電容會對回路工作產生較大影響，使得變壓器的設計變得更難；單橋串并聯諧振電源，對變壓器初級來說，串電感，并電容，正好將變壓器的漏感與分布電容完全用，變壓器設計變得簡單，但其調節方式為調頻方式，輕載時紋波較大，可能會導致負載的不穩定，使其出現打火，因此為使其正常工作，就不能工作在斷續狀態，則其適應的功率范圍變窄。

而本實用新型的高壓電源，自身是開關電源，相對于線性電源有極大的優勢；而串并聯諧振的初級電流的峰值較小，選擇開關管更加容易，而串并聯諧振拓撲將變壓器的分布電容和漏感完全用上，使變壓器的設計變得簡單，更容易實現整個電源。雙橋移相串并聯諧振，采用移相控制方式，不存在斷續紋波問題，空載也是其正常工作的狀態，應用范圍較單橋串并聯諧振有較大的提高，而且使其功率也提高了一倍。

附圖說明

以下結合附圖對本實用新型作詳細說明。

圖1為本實用新型總體框圖；

圖2為主電路詳細結構圖；

圖3為本實用新型實施例電路結構圖；

圖4為實施例波形對應關系；

具體實施方式

參見圖1，本實用新型主要包括五個電路部分：串并聯諧振橋1，串并聯諧振橋2，變壓器3，控制部分4，整流濾波部分5。

參見圖2，為本實用新型的詳細拓撲，以全橋為例，每個諧振全橋由四只開關管、串聯電感L1、串聯電容C1、并聯電容C2組成，并各接變壓器的一個繞組，同名端如圖中所標，變壓器次級整流濾波后輸出直流高壓。直流高壓經過采樣處理送回控制部分，對電源實現閉環。

現對本實用新型電路具體說明如下：

工作時，供電輸入經過整流濾波后分別送到串并聯諧振全橋1和串并聯諧振全橋2。控制部分控制兩個全橋開關管導通，在開環情況下，前半周期V1-1與V1-4、V2-1與V2-4同時導通，變壓器的初級兩個包電流方向為上進下出，方向相同，后半周期V1-2與V1-3、V2-2、V2-3同時導通，變壓器初級電流均為由下向上，兩個全橋電流完成同步，此時輸出最大。閉環時，通過電壓采樣的環路控制，控制部分輸出送給開關管的驅動信號的相位發生改變，V1-1、V1-4的導通時間同V2-1、V2-4的導通時間出現相位差，則此時輸出減小，直到V1-1、V1-4與V2-1、V2-4的相位差為180度，此時變壓器初級兩個包電流完全相反，相互抵消，輸出最小。