[实用新型]并联负载的谐振高压电源装置

说明书

技术领域

    本实用新型涉及高压直流电源领域，具体是一种并联负载的谐振高压电源装置。

背景技术

一直以来，对于高压领域的高压直流电源，多为线性电源、普通桥式开关电源、串联谐振开关电源方式。线性电源体积大、效率低、抗打火能力差，早已不被使用；普通桥式开关电源不能短路工作，抗打火能力极差，因此很难在高压电源领域被广泛采用；串联谐振开关电源为恒流源性质，可以短路工作，并且可以实现软开关，但其有开关峰值电流大、损耗大及变压器较难设计等缺点。

串联谐振的变压器与电感、电容串联，为负载串联式谐振电源。而由于高压电源的输出电压较高，变压器次级匝数较多，漏感及分布电容都比较大，造成谐振变压器设计难度很大，从而影响电源性能。同时，以往的串联谐振都工作在不连续模式，峰值电流大，开关损耗大。因此，需要一种能够具有串联谐振恒流优势，并能够解决峰值电流大及变压器难设计的新型高压电源电路。

近来年，并联谐振拓朴的出现，在一定程度上解决了上述问题。但由于变压器始终存在漏感与分布电容，而变压器初级再串联电感且并联电容，会形成谐振电感-谐振电容-漏感-分布电容的连接结构，导致二次谐振出现，使谐振波形发生变化，电流峰值增加，电源效率降低，且较难选择谐振电感与谐振电容。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种并联负载的谐振高压电源装置，其将谐振电容并联于变压器次级，变压器的分布电容与谐振电容折合成到变压器初期后与谐振电感串联谐振，避免了二次谐振的问题。

本实用新型的技术方案为：

并联负载的谐振高压电源装置，包括有相互连接的谐振逆变部分和变压器，以及与谐振逆变部分和高压输出端连接的控制部分；谐振逆变部分包括有相互串联的谐振电感和谐振电容，谐振逆变部分的谐振电容并联于变压器的次级。

所述的谐振逆变部分包括有四组均与控制部分连接的开关管组件，所述的谐振电感和谐振电容；四组开关管组件中，两两串联组成两组串联开关管组件，两组串联开关管组件相互并联后与供电端连接，变压器初级的一输入端通过谐振电感后连接于其中一组串联开关管组件的两开关管组件之间，变压器初级的另一输入端连接于另一组串联开关管组件的两开关管组件之间。

所述的并联负载的谐振高压电源装置还包括有连接于谐振逆变部分和供电端之间的整流滤波电路、连接于谐振逆变部分后端的高压整流滤波电路。

本实用新型的优点：

而本实用新型工作在连续状态，占空比大，因此峰值电流较小；开关管工作在软开关状态，开关损耗小，更容易实现；同时，由于将谐振电容放在变压器次级，与变压器的分布电容折合到初级后与谐振电感谐振，形成了谐振电感-漏感-分布电容+谐振电容的形式，将变压器的漏感与分布电容完全利用上，避免了谐振电感-谐振电容-漏感-分布电容的连接结构导致的二次谐振问题。

附图说明

图1是本实用新型的总体框图。

图2是本实用新型的电路结构图。

图3是本实用新型工作时电流随时间变化的波形图。

具体实施方式

见图1，并联负载的谐振高压电源装置，包括有顺次连接于供电端后端的整流滤波电路1、谐振逆变部分2、变压器3和高压整流滤波电路4，以及与谐振逆变部分2和高压输出端连接的控制部分5；谐振逆变部分2包括有四组均与控制部分5连接的开关管组件，谐振电感L1和谐振电容C1;每组开关管组件是由一个开关管V1,V2，V3，V4和一个二极管并联D1,D2，D3，D4组成；四组开关管组件中，两两串联组成两组串联开关管组件，两组串联开关管组件相互并联后与供电端连接，变压器3初级的一输入端通过谐振电感L1后连接于其中一组串联开关管组件的两开关管组件之间，变压器3初级的另一输入端连接于另一组串联开关管组件的两开关管组件之间, 谐振电容C1并联于变压器3的次级。

本实用新型的工作原理：

供电端输出电流经整流滤波电路1整流滤波后送到谐振逆变部分2，然后经过变压器3和高压整流滤波电路4，输出直流高压，控制部分5采集高压输出端的输出电压，闭环后控制工作频率，以实现输出能力的大小。

见图3， t0时刻，控制部分5控制V1与V4导通，谐振电容C1与变压器3的分布电容折合到变压器初级后与谐振电感L1串联谐振，此时相当于变压器3的次级短路，不向次级传递能；t1时刻，谐振结束，电流开始从变压器3初级流过，向次级传递能量；t2时刻，控制部分5控制V1与V4关断，由于谐振电感L1的续流作用，电流继续从变压器3初级流过，并且使二极管D2与D3导通，电流流回供电端，电流开始下降；t3时刻，控制部分5控制V2与V3开启，此时由于D2与D3的导通，使V2和V3的电压被锁定，因此此时V2与V3无开启损耗；t4时刻，电流续流结束，电流换向，由于电容极性与电流相反，此时谐振电感L1与谐振电容C1再次进行串联谐振，直到t5时刻谐振结束，这段时间内同样不向次级传递能量，t5时刻后，工作方式同上半周期。