[發明專利]斬波控制型磁鐵電源無源濾波器、濾波方法、粒子加速器

在審

• 申請號: 202111022766.6
• 申請日: 2021-09-01
• 公開（公告）號: CN113708611A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 劉鵬;楊偉偉;章勇高
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: H02M1/14
• 分類號: H02M1/14;H02M3/155
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 張曉博

1.一種斬波控制型磁鐵電源無源濾波器的濾波方法，其特征在于，所述斬波控制型磁鐵電源無源濾波器的濾波方法，包括：

LC-(LC)-LC濾波器、LCL-(LC)濾波器、LCL-(LC)-LC濾波器通過Buck降壓電路進行DC-DC的變換；在調節開關管占空比實現電壓調節的同時，通過低通濾波支路和諧振支路濾除掉開關頻率處的諧波，降低負載電流紋波的幅值。

2.如權利要求1所述斬波控制型磁鐵電源無源濾波器的濾波方法，其特征在于，LC-(LC)-LC濾波器的濾波方法，包括：

第一級LC低通濾波支路由于阻尼電阻R1的加入，降低LC截止頻率后頻帶的衰減速度，使截止頻率后頻帶以-20dB/dec的速度衰減；串聯諧振支路L3C2的諧振頻率設置為開關頻率，開關管產生的諧波集中在開關頻率及其邊帶處，開關管通斷產生的諧波在諧振支路呈現低阻態，使開關諧波流經諧振支路，流經負載的開關諧波很少；第二級LC濾波使開關諧波以更高倍頻的速度進行衰減，使磁鐵電源紋波幅值達到要求；

所述LC-(LC)-LC濾波器的參數，包括：

所述電感L1的取值為3.5mH，所述電感L2的取值為0.75mH，所述電感L3的取值為7.626μH，所述電解電容C1的取值為517μf，所述C2的取值為200μf，所述薄膜電容C3的取值為200μF，所述電阻R1的取值為0.07Ω。

3.如權利要求1所述斬波控制型磁鐵電源無源濾波器的濾波方法，其特征在于，LCL-(LC)濾波器的濾波方法包括：

LCL-(LC)濾波器由前級的L1、L2、C1、R1構成的LCL型低通濾波和后級由L3、C2構成的串聯諧振支路；所述前級用于使截止頻率后頻帶以-20dB/dec的速度衰減，所述后級開關管通斷產生的諧波在開關頻率以及邊帶呈現低阻態，使開關頻率處以及邊帶的諧波大幅度流向L3、C2諧振支路，而極少部分流向負載，用于降低負載側紋波幅值。

所述LCL-(LC)濾波器的參數包括：

所述L1的取值為3.5mH，所述L2的取值為0.75mH，所述L3的取值為7.626μH，所述C1的取值為0.517mF，所述C2的取值為200μF，所述R1的取值為0.07Ω。

4.如權利要求1所述斬波控制型磁鐵電源無源濾波器的濾波方法，其特征在于，LCL-(LC)-LC濾波器的濾波方法包括：

所述LCL-(LC)-LC濾波器由三部分組成：第一級LCL型低通濾波由L1、L2、C1和R1構成，用于使截止頻率后頻帶以-20dB/dec的速度進行衰減；第二級串聯諧振支路，用于使開關管通斷產生的諧波在開關頻率以及邊帶呈現低阻態，大幅旁路掉開關頻率處的諧波，使流向負載的諧波減少；第三級LC低通濾波支路，用于使諧波以更高的倍頻的速度衰減，流向負載的諧波進一步減少，達到降低電流紋波幅值；

所述LCL-(LC)-LC濾波器的參數設置，包括：

所述L1的取值為0.75mH，所述L2的電感量為0.45mH，所述L3的電感量為7.626μH，所述L4的取值為0.3mH，所述C1的取值為0.517mF，所述C2的取值為200μF，所述C3的取值為200μF，所述R1的取值為0.07Ω。

5.一種實施權利要求1～4任意一項所述斬波控制型磁鐵電源無源濾波器的濾波方法的斬波控制型磁鐵電源無源濾波器，其特征在于，所述斬波控制型磁鐵電源無源濾波器，包括LC-(LC)-LC濾波器、LCL-(LC)濾波器、LCL-(LC)-LC濾波器；其中，括號內LC為諧振支路，括號外LC為低通濾波支路；

所述LC-(LC)-LC濾波器、LCL-(LC)濾波器、LCL-(LC)-LC濾波器基于Buck降壓電路進行DC-DC的變換；

在調節開關管占空比實現電壓調節的同時，通過低通濾波支路和諧振支路濾除掉開關頻率處的諧波，降低負載電流紋波的幅值。