新型能源模块大功率充电机的设计

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1、第$U卷第!期电力电子技术TDE+$U，D+!!##$年0月YDJ:H[E:AFHD5;A8-IH;E，!##$新型能源模块大功率充电机的设计李网生，夏贤江，周建春，李炜（南京电子技术研究，南京!"##"$）摘要：介绍了一种使用在某新型能源模块装置中的高压大功率恒流充电电源。由于该电源采用了串联谐振零电流开关（%&’）的拓扑结构，具有抗负载短路和恒流特性，因此运行可靠性极高。关键词：模块；高压／大功率；恒流充电电源中图分类号：()*"#+,文献标识码：-文章编号："###."##/（!##$）#!.##

2、!$.#0!"#$%&’()&$*+#$%,-%./00123&4,%-&56($7&)820&9-&$%2:;(5&1123456789:56，/2-/;457<;456，%=>?@;457A9B5，123:;（!"#$%#&’(’")*+,#(-%-.-’/012’*-)/#%*(3’*+#/2/45，!"#$%#4!"##"$，6+%#"）!<4=$#>=：-9;69CDEF46:45GE4H6:IDJ:HAD58F45FABHH:5FA94H6;56IDJ:H8BIIEKG:8;65:GLDH45

3、:JFKI::5:H6KMDG:E;8;5FHDGBA:G+2F948F9:A94H4AF:H;8F;A8DLAD58F45FABHH:5FDBFIBF45G8F45G;56BIFDF9:89DHFA;HAB;FDLED4GN:7A4B8:DLF9:8:H;:8H:8D545FA;HAB;FFDIDED6KJ;F9O:HDABHH:5F8J;FA9;56（%&’）N:;56B8:G+2F9489;69H:E;4N;E;FK4E8D+?&2)($54：MDGBE:；9;69CDEF46:；E4H6:IDJ:

4、H；AD58F45FABHH:5FA94H6;56IDJ:H8BIIEK@引言A充电机的方案选择我国继成功建成“神光!”之后，又将研制功率由于一次注入储能电容的能量巨大，而且充电更大、技术更为先进的新型激光聚变装置。每一个时间达几十秒，传统的阻容型（W&）和谐振型（1&X）新型能源模块包括两套充电、储能和放电回路，其主充电方式在此都不能使用。随着电力电子技术的发储能电容器储存的,##P@电能通过主引燃管Q和展，近年来采用高频开关电源给电容器充电已成为"脉冲成形电感7给"#组氙灯放电，电流脉冲底宽可能，但必

5、须根据电源的负载特性要求，选出一个合!适的充电方案，才能确保整个系统稳定可靠地运行。R##"8，幅值达"R#P-。为了延长氙灯的使用寿命和提高光放大器的效率［"］，在主放电脉冲之前几百微我们知道，在能源组件储能电容器的充电初期，秒又加了预放电，预储能电容器的储能为,+,P@，预电容器两端电压近于零，此时充电机是在负载短路放电电流脉冲底宽"!#，幅值为"RP-。状态下运行的，它要求充电机应具有限流功能；其"8在每台能源组件内安装了两台充电机，分别给次，在充电过程中，系统要求储能电容器两端电压随预储能电容器（

6、$$）和主储能电容器（!!##）充充电时间而线性增长，即电源应该是一个恒流源。"S"S电，充电电压最高均设计为!RPT，充电时间!,#8，除此之外，电源还应具有完善的安全保护功能。两台充电机电路形式一致，只是功率大小不同，本文根据上述要求，在设计高频充电电源时，可以采只讨论主充电机的设计。用固定开关频率而调整脉冲宽度（Y3)）的控制策略［!］，亦可采用固定脉冲宽度而调整开关频率（S)）的控制策略［$，0］，当然也可以采用固定开关频率而调整脉冲相位（Y)）的控制策略［R］。这几种充电控制方法均要求在充电过程

7、中不断地调整开关管的工作状态，以满足电源的恒流输出要求，但不断调图"能源组件的组成框图整的过程给电源的稳定可靠运行带来了不利影响。为了克服上述不稳定因素，采取了固定脉冲宽度和固定开关频率的控制策略［,］。在开关频率小收稿日期：!##!.#,.!U定稿日期：!##!!.#V.#R于回路谐振频率R#Z的条件下，电路自身具有恒流作者简介：李网生（"*,,.），男，江苏泰县人，高工，研究特性，能够工作在负载短路状态。该电源特别适合方向为雷达、高功率设备用特种电源。于给电容器充电，又被称为电容器充电电源!$第&D卷

8、第%期电力电子技术’AGI&D，JAI%%//&年)月"AE?.FG?7H.A=<7:KL.