全桥串联谐振的研究

发布日期：2020-05-22　点击：1299次

  四方国瑞电力是一家专业研发生产串联谐振的厂家，本公司生产的串联谐振设备在行业内都广受好评，以打造最具权威的“串联谐振“高压设备供应商而努力。  脉冲功率技术中常见的储能元件为电容器，实现电容器快速高效的充电是脉冲功率技术的前提。随着重复频率脉冲功率技术的发展，传统的工频充电方式已满足不了当前对高压大功率充电电源的要求。当前，很多学者对开关电源技术实现的恒流充电电源做了不少研究，尤其是对全桥串联谐振充电电源的研究，但多以试验为主，系统的理论研究反而少有见报，本文以理论研究为主，旨在导出有指导意义的通式。

全桥串联谐振充电电源电路分析

  全桥串联谐振充电电源电路如图1所示。全控型开关Z1~Z4及续流二极管D1~D4组成的逆变桥与LC谐振支路构成全桥串联谐振变换器。inV为直流输入电压，负载电容通过D5~D8构成的整流桥与LC谐振支路相串联，T为升压变压器。 串联谐振变换器按开关频率fs与谐振频率fr的大小关系有三种工作方式:（1）0<f s<f r /2；（2）f r/ 2<f s<f r；（3）f s>f r。 其中，方式（1）在开关器件开通和关断时损耗都最小,被选作电容器恒流充电电源的工作方式。其工作时，一个开关周期的谐振电流波形示意图见图2。

  图中，在23ttt区间，开关器件皆不导通，没有电流的流动和能量的传递，因此，3t时刻的电路状态与2t时刻相同，可将3t时刻提前至2t，得到fs=fr/2的临界状态。

  通过理论推导，得出了基于全桥串联谐振开关电源技术的电容器恒流充电的一些理论通式，并用MATLAB进行仿真，做了初步验证，通式具有普遍意义，其中谐振电流通式，等台阶充电电压通式及平均充电电流通式对基于全桥串联谐振开关电源技术的电容器恒流充电电源的参数设计具有参考价值，对该领域的研究能起到理论指导作用。

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