基于軟開關(guān)的電子輻照高壓電源設(shè)計

　　改進的串聯(lián)諧振變換電路具有電流、電壓限制的雙斜率輸出特性，電感L2、L3是諧振電感。C1為諧振電容。

　　電路的諧振槽路的電流波形和驅(qū)動信號波形如圖4所示，通過調(diào)節(jié)α角控制變換器的輸出功率。

圖4中最大的功率曲線(α=1)即對應(yīng)于變換器開環(huán)工作，圖4中停留在底部的曲線是對應(yīng)于輕載的情況。工作在歸一化的輸出電流I*o=0.15%且ψ=1時，結(jié)果產(chǎn)生大約30%的過壓。改進變換器的輸出特性為雙斜率輸出特性，使電路提高了電壓、電流限制的固有能力，改善了高壓電源的空、滿載的適應(yīng)性，同時有利于高壓電源寬范圍的輸出調(diào)節(jié)。

　　L1、L4為緊耦合的電感(L3=L4)，箝位二極管D5到D8，不同于電感吸收電路，該電路著重解決電路的尖峰導(dǎo)通，可以將尖峰電流限制在大約Ist=Vindc/2(L3+M)之內(nèi)。因為采用了緊耦合電感(耦合因數(shù)k=0.95)，Ist近似等于Vindc/4*L3。雖然電感的引入增加了電路的元件數(shù)量和成本，但在輕載時可以明顯改變傳統(tǒng)電路的功率因數(shù)，限制傳統(tǒng)電路中固有的擾動尖峰電流。

　　 整個變換器電路依然采用PFM的工作模式，當(dāng)前級預(yù)穩(wěn)電源輸出0～500V直流電壓時，變換器以固定的脈沖寬度驅(qū)動橋臂的功率開關(guān)管。為了保證電源在電子槍束流產(chǎn)生時能穩(wěn)定工作，設(shè)計了取樣閉環(huán)控制功能，當(dāng)輸出偏離電壓設(shè)定值時，變換器通過脈沖頻率調(diào)節(jié)得到穩(wěn)定的輸出，電子槍高壓電源實際工作頻率為3～25kHz。改進后的串聯(lián)諧振變換器如圖5所示，變換器的實際工作電流波形如圖6所示。