[发明专利]电力试验的高精度串联谐振高压电源

摘要

本发明涉及一种高压直流电源。高压直流电源(100)的拓扑包括：输入侧稳压电容器(C1)、高频逆变器(10)、可调式串联谐振电路(20)、高频变压器(Th)、高频不可控整流器(30)、输出侧稳压电容器(C2)，依次顺序连接组成。高频逆变器(10)只有三种离散的控制方式：正向谐振、反向谐振、自由谐振，控制策略简单、输出侧直流电压响应快；可调式串联谐振电路(20)增加了谐振电容的微调功能，与离散的谐振软开关控制技术结合，使得输出侧直流电压波动更小、精度更高。该高压直流电源可用于电力设备的直流耐压和直流泄漏试验、高精度仪器的电源等。

主权项

一种高精度的串联谐振高压电源(100)，采用谐振电容的微调功能与离散的谐振软开关控制技术结合，其特征在于包括：输入侧稳压电容器(C1)、高频逆变器(10)、可调式串联谐振电路(20)、高频变压器(Th)、高频不可控整流器(30)、输出侧稳压电容器(C2)，依次顺序连接组成；    所述的输入侧稳压电容器(C1)用于稳定输入电压(Uin)；所述的高频逆变器(10)包括：第一高频开关(S1)、第一高频二极管(D1)、第二高频开关(S2)、第二高频二极管(D2)、第三高频开关(S3)、第三高频二极管(D3)、第四高频开关(S4)、第四高频二极管(D4)，第一高频开关(S1)与第一高频二极管(D1)反并联和第二高频开关(S2)与第二高频二极管(D2)反并联后串联连接，第三高频开关(S3)与第三高频二极管(D3)反并联和第四高频开关(S4)与第四高频二极管(D4)反并联后串联连接，上述两者并联连接，两个串联连接点与可调式串联谐振电路(20)相连接；进一步地，高频逆变器(10)采用离散的控制方式，高频逆变器(10)输出的脉冲电压方向与谐振电流(Ir)方向相同，对谐振电流(Ir)起到加强作用，为正向谐振；高频逆变器(10)输出的脉冲电压方向与谐振电流(Ir)方向相反，使得谐振电流(Ir)减弱，为反向谐振；高频逆变器(10)输出脉冲电压为零，对谐振电流(Ir)无影响，为自由谐振；进一步地，高频逆变器(10)的3种离散控制状态都在谐振电流(Ir)的过零点切换高频开关的状态，以使得开关损耗为零，开关频率为串联谐振(Lr‑Cr1)频率，且3种离散控制状态的作用周期设定为串联谐振(Lr‑Cr1)周期的一半；所述的可调式串联谐振电路(20)包括：第一谐振电容器(Cr1)、第二谐振电容器(Cr2)、第五高频开关(S5)、谐振电感(Lr)，第二谐振电容器（Cr2)与第五高频开关(S5)串联后和第一谐振电容器(Cr1)并联，谐振电感(Lr)、高频变压器(Th)与之串联连接；进一步地，第五高频开关(S5)导通时，第一谐振电容器(Cr1)与第二谐振电容器(Cr2)并联作为可调式串联谐振电路(20)的谐振电容，谐振电容的容量增加，谐振周期增大，其他条件不变，高频逆变器(10)的3种离散状态仍按第五高频开关(S5)关断时的谐振(Lr‑Cr1)周期的一半作为作用周期，仍在谐振电流(Ir)的过零点切换开关管的状态，一种状态结束时下一个谐振电流(Ir)过零点还未到来，至下一个谐振电流过零点的间隔，关断高频逆变器(10)的4个高频开关(S1、S2、S3、S4)；所述的高频变压器(Th)用于变换输入输出侧的电压，输入侧的漏感参与到可调式串联谐振电路(20)中；所述的高频不可控整流器(30)用于将高频变压器(Th)输出的高频交流波形电压变换为直流电压；所述的输出侧电容器(C2)用于稳定输出侧直流电压(Uout)。