低于24Vac至480Vac的50Hz至400Hz交流電源很常見。還可以找到5Vdc至300Vdc的直流電源,輸入電壓源可能具有廣泛的電壓特性。操作者了解輸入電壓要求至關(guān)重要,因為這會影響整個系統(tǒng)的使用和設(shè)計。除了為電源的主逆變器電路供電之外,輸入電壓源還用于為輔助控制電路和其他輔助電源需求供電。輸入濾波器級提供對輸入電壓源的調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)通常采用交流電源的整流和濾波形式,以及直流電源中的其他濾波。輸入濾波器的輸出通常是直流電壓源。
GDZG-300系列直流高壓發(fā)生器
該直流電壓為逆變器提供了能源。逆變器級將直流源轉(zhuǎn)換為高頻交流信號。電源存在許多不同的逆變器拓撲。高壓電源具有獨特的因素,可能決定最佳的逆變器方法。逆變器生成一個高頻交流信號,該信號通過高壓變壓器升壓。產(chǎn)生高頻的原因是為了提供高性能的運行,同時減小磁件的尺寸并減少紋波減小存儲電容器。當(dāng)具有高升壓比的變壓器耦合到高頻逆變器時,會產(chǎn)生問題。高升壓比反映了高壓變壓器初級線圈上的寄生電容。出現(xiàn)在變壓器原邊的大寄生電容必須與逆變器開關(guān)設(shè)備隔離。否則,逆變器中將出現(xiàn)異常高的脈沖電流。
高壓電源的另一個常見參數(shù)是負載操作范圍廣。由于存在高壓,絕緣擊穿很普遍。逆變器的魯棒性和控制環(huán)路特性實際上必須考慮開路,短路和工作負載條件的任何組合。這些問題以及可靠性和成本必須在高壓電源逆變器拓撲中解決。
逆變器的高頻輸出被施加到高壓升壓變壓器的初級。正確的高壓變壓器設(shè)計需要大量的理論和實踐工程。對磁性設(shè)計的理解必須與材料和過程控制一起應(yīng)用。許多特定的專業(yè)知識涉及管理大量的次級匝數(shù)和較高的次級電壓。由于這些因素,鐵芯的幾何形狀,絕緣方法和繞組技術(shù)與常規(guī)變壓器設(shè)計有很大不同。需要關(guān)注的一些領(lǐng)域是:次級導(dǎo)線的伏特/匝數(shù)額定值,層間絕緣額定值,絕緣材料耗散系數(shù),與寄生次級電容和漏磁通有關(guān)的繞組幾何形狀,絕緣漆在繞組層中的浸漬,高壓倍增器電路負責(zé)高壓變壓器次級電壓的整流和倍增。這些電路在“電荷泵”倍壓器連接中使用高壓二極管和電容器。與高壓變壓器一樣,高壓倍增器設(shè)計需要專門的知識。除整流和乘法外,高壓電路還用于輸出電壓的濾波以及監(jiān)視電壓和電流以控制反饋??梢杂幸庠黾虞敵鲎杩?,以防止來自電源存儲電容器的放電電流。
這些高壓組件通常與地面絕緣,以防止電弧放電。絕緣材料變化很大,但典型的材料有:空氣,SF6,絕緣油,固體密封劑(RTV,環(huán)氧樹脂等)。絕緣材料的選擇和過程控制可能是可靠的高壓設(shè)計的最重要方面。
控制電路使所有功率級協(xié)同工作。電路復(fù)雜性的范圍從一個模擬IC到大量的IC,甚至是一個控制和監(jiān)視高壓電源各個方面的微處理器。但是,每個控制電路必須滿足的基本要求是根據(jù)負載,輸入功率和命令要求所指示的,精確地調(diào)節(jié)輸出電壓和電流。這最好通過反饋控制回路來完成。電壓和電流的常規(guī)調(diào)節(jié)可以通過分別監(jiān)視輸出電壓和電流來實現(xiàn)。將其與所需的(參考)輸出信號進行比較。反饋和參考之間的差異(誤差)將導(dǎo)致逆變器控制設(shè)備發(fā)生變化。
除了調(diào)節(jié)電壓和電流外,還可以精確調(diào)節(jié)其他參數(shù)。通過(X)(Y)=Z函數(shù)(VI=W)輕松實現(xiàn)輸出功率的控制,并將其與所需的輸出功率參考進行比較。實際上,在歐姆定律內(nèi)發(fā)現(xiàn)的任何變量都可以調(diào)節(jié)電阻,電壓,電流和功率~
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