逆变式高频脉冲电源的研究.pdf

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1、第48卷第6期电力电子技术Vo1．48．No．62014年6月PowerElectronicsJune2014逆变式高频脉冲电源的研究杜荣权，陈乐柱，穆瑜(安徽工业大学，电气与信息工程学院，安徽马鞍山243002)摘要：介绍了一种基于数字信号处理器(DSP)数字控制的高频单脉冲电源设计方案。采用DSP作为信号源，产生2路互补的PWM信号，通过驱动电路放大后驱动3路并联的逆变电路，经变压器感应叠加后。在负载上输出兆赫兹频率的脉冲。详细介绍了主电路、驱动电路以及变压器感应叠加的设计方法。最后对研制的脉冲电源进行测试。证明该电源已达到设计要求。关

2、键词：脉冲电源；逆变；高频；感应叠加中图分类号：TN86文献标识码：A文章编号：1000—100X(2014)06—0062—03ResearchonInverterTypeHighFrequencyPulsePowerSupplyDuRong—quan。CHENLe．zhu。MUYtl(AnhuiUniversityofTechnology，Maomhan243002，China)Abstract：Thedesignofthehigh~equencysingle-pulsepowersupplyisintroducedbasedondig

3、italsignalprocessor(DSP)digitalcontro1．DSPisusedassignalsourcetOgeneratetwocomplementaryPWMsigna1．Thepulsesignalisamplifiedbydrivingcircuitandthendrivesthreeparalleledinvertercircuit．TheMHzlevelpulseisobtainedontheloadthroughthesuperpositionoftransformerinduction．Themainci

4、rcuit，drivercircuitandthesuperpositionoftrans—formerinductionareintmducted．Theexperimentalresultsshowthepowersupplyreachesthedesignedrequirements．Keywords：pulsepowersupply；inverter；highfrequency；superpositionofinduction1引言2脉冲电源的主要设计指标脉冲功率技术是一种将能量储存起来。经过根据加速器方面的实验要求。该脉冲电源的快

5、速压缩、转换，以单次脉冲或重复频率的脉冲方主要技术指标为：脉冲电压150V：输出单脉冲频式有效释放给负载的技术。经过几十年的快速发率1MHz：电源效率高于8O％。展．脉冲功率技术已基本成熟，正处于从实验室走3原理与设计向应用的重大转变阶段，其不仅在国防研究领域3．1设计原理有非常重要的应用，而且在能源、环保、材料等工业领域也拥有广泛的应用前景。当前高重复频率图1示出电源的原理框图。工作原理如下：交流电220V．经过可调直流电源电路获得平滑的是脉冲功率技术发展的一个重要突破口【”。正从0～1kV可调直流电压供给逆变电路：PWM控制电千赫兹水平

6、向兆赫兹水平发展。其中开关技术是路产生两组互补(带死区)的方波信号(1MHz)，制约高重复频率脉冲技术发展的关键技术之一。经驱动电路放大后分别驱动逆变模块的上、下桥与传统的气体火花开关、氢闸流管相比，半导体开臂；逆变模块输出的正、负脉冲，经感应叠加模块关因其具有寿命长、可靠性高、体积小等优点而在提高电压．再经过输出整流模块，获得单脉冲方波脉冲电源中得到了广泛应用。(1MHz)。在系统的工作过程中，电压和电流经检在此针对加速器方面的实验需求，为实现对测反馈到PWM控制模块，调整输出电压和电流。束流的分时切割，要求脉冲电源具备兆赫兹的输当电源发

7、生过压、过流、过热和短路时，可迅速关出能力。因此，通过对中小功率MOSFET开关模块断电源，起到保护作用。感应叠加输出关键技术的研究。研制了一种基于DSP数字控制的高频单脉冲电源。定稿日期：2o14—04—08作者简介：杜荣权(1988一)，男，安徽六安人，硕士研究生，图1电源原理框图研究方向为电力传动和电能质量。Fig．1Principlediagramofpowersupply62逆变式高频脉冲电源的研究3．2主电路结构选择由高速光耦合器6N137和高速MOSFET驱动主电路采用逆变式全桥电路的结构【，如图2器TC4421组成的驱动电路

8、，如图4所示。该驱动所示。由于开关频率达到1MHz。开关器件选用电路结构简单、可靠。输出频率高，输出阻抗小．损MOSFET．吸收电路采用适合高频的双RCD放电耗小，可产生负偏压。