模块化绝缘老化试验高压脉冲电源的研制.pdf

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1、第44卷第5期电力电子技术Vo1．44．No．52010年5月PowerEleetroniesMay，2010模块化绝缘老化试验高压脉冲电源的研制温志开，郭育华，何丽梅，王伟栋(磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室，四川成都610031)摘要：根据绝缘材料检测的需要，研制了一种新型的无输出脉冲变压器的高压脉冲电源。基于模块化思想．通过增减模块可以改变系统最大输出峰峰值电压，开发的脉冲电源由4个模块串联而成，电源输出峰峰值电压OkV，频率I～20kHz，占空比50％，空载时上升沿小于100ns，加最大负载时上升沿小于200ns，完全满足对绝缘材料的检测要求。

2、关键词：高压脉冲电源；模块化；绝缘中图分类号：TM86文献标识码：A文章编号：1000-100X(2010)05—0073—02ModularDevelopmentofHighVoltagePulsePowerSourceforInsulationAgingTestWENZhi—kai。GUOYu．hua，HELi—mei．WANGWei—dong(KeyLaboratoryofMagnetSuspensionTechnologyandMagtevVeh&&MinistryofEducation，Chengdu610031，China)Abstract：

3、Anewtypeofhigh~equencyandhighvoltagepulsepowersourceisdesignedfortheinsulationtesting．Thissourceisbasedonmodularizationmethodology，whichcanchangethepeak—peakvalueofoutputvoltagebychangingthenumberofseriesmodules．Apowersourceismadeupoffourseriesmodules．Thetestresultsshowthattheris

4、ingtimeoftheoutputvoltageisperfect，andthepulsepowersourcecanmeettestrequirementsofinsulation．Keywords：highvoltagepulsepower；modularization；insulation1引言直流电源板：直流电源板给各逆变模块供电．并将控研究绝缘材料电老化过程及失效机理『l'，检测部制板传来的逆变驱动信号经处理后送入逆变模块：门测试绝缘材料使用寿命时．均通过加在绝缘材料4个参数一样的逆变模块通过串联获得输出峰峰上高压脉冲电源的电压和频率来估算绝

5、缘材料的正值为4kV占空比50％的脉冲方波。常使用寿命，所用电源输出波形是占空比为50％的3逆变模块部分方波。方波上升沿要求足够陡峭。目前用于绝缘老化图2示出逆变模块主电路。直流电源板产生试验的高压脉冲电源一般采用高速高压开关元件．高频电源脉冲波，经变压器耦合后，由二极管对但受元器件电压等级限制．一般输出电压峰峰值小交流脉冲波整流供逆变使用。所有逆变模块输出于3kV。文中提出一种新型高压脉冲电源设计方案，的交流方波均经过隔离．且可以采用多个模块串可不采用脉冲变压器．同时解决电压值受限和输出联以获得高电压。脉冲波上升沿陡峭两个核心问题。高频电源2电源方案脉

6、冲波。．_j脉冲电源主要由人机交互、控制板、直流电源州鬻板、逆变模块组成，总体结构如图1所示。图2逆变模块主电路逆变桥使用耐压600V．导通时电压上升率为10V／ns的的IXTQ22N60P型功率MOSFET．单个逆变模块可输出峰峰值1kV交流方波，上升沿时间小于50ns。逆变器输出要增加一个阻尼电阻来控制输出方波上升沿袁降低或消除系统输出振荡。系统负载为绝缘材料，可等效为一个电容．当系在人机交互界面，可输入系统工作电压及频率，统输出方波加在负载上，可等效为二阶电路。由于等并由液晶屏看到输出电压及累加工作时间；控制板效电感值较小，对计算阻尼电阻尺影响不大

7、，系统简负责发送逆变器的驱动脉冲及进行保护动作，读取化为RC电路，充电时间常数为Rc[3】，设计时上升沿输入的工作状态信息并转换成给定和驱动信号送入时间取3RC。电源设计最大负载为600pF，要求上升沿小于300ns，可根据3RC<300ns计算出R<500Q。定稿日期：2oo9一l1—25在电感量很小的情况下，上升沿时间可近似为作者简介：温志开(1985一)，男，广东江门人，硕士研究生，研3RC，该计算结果可用作设计R的参考，在保证系统究方向为逆变电源技术。73第44卷第5期电力电子技术Vo1．44．No．52010年5月PowerElectronic

8、sMay，2010上升沿符合要求的条件下，可以调整阻尼，改善系统比的脉冲．两个反