基于軟開關(guān)的電子輻照高壓電源設計

　　2.3 高壓變壓器的設計

　　電源輸出電壓較高，高頻高壓變壓器的次級采用了多級倍壓電路的方式，以降低高頻開關(guān)變壓器的變比。但高壓變壓器仍然是高壓電源中關(guān)鍵的部件。高壓變壓器的設計重點是如何減少分布電容和保證高壓絕緣，基于上述考慮，初級繞組排列分布如下。

　　為了減少高壓繞組和低壓繞組之間的分布電容，確保高壓繞組和低壓繞組之間的絕緣，需要將原邊繞組繞制在矩形鐵心的一邊，副邊繞組繞制在矩形鐵心的另一邊，并留足原、副邊間的距離，最后用環(huán)氧樹脂灌注作為主絕緣。

　　為了減少高壓繞組的分布電容，需要采用副邊繞組分段繞制方法，由多個繞組串接而成。

　　為確保副邊繞組和鐵心間的高壓絕緣和次級繞組層間絕緣，均采用杜邦公司生產(chǎn)的聚芳纖維紙和環(huán)氧樹脂注料的復合介質(zhì)絕緣。

　　副邊繞組起端為低電位，離鐵心端空距離較小，而副邊繞組末端為高電位，需留足鐵心端的絕緣距離，最后用環(huán)氧樹脂灌注作絕緣。

　　繞組排列分布示意圖如圖7所示。

　　2.4 變換器控制電路和電源控顯電路

　　變換器控制電路主要為電源的兩路開關(guān)功率變換器提供控制信號和保護信號。其主要特點為，前級的BUCK預穩(wěn)變換電路需要的PWM脈寬，與后級串聯(lián)諧振變換的PFM的頻率相關(guān)，在同一個電壓設置信號基礎(chǔ)上生成各自的所需信號。這樣就保證了輸出電壓連續(xù)可調(diào)的要求，同時保證在額定負載工作條件下，兩級變換器都處于最佳的工程設計值，減少了變換器不應有的電壓、電流應力，有利于電源的穩(wěn)定工作。

　　在變換器的保護功能方面增加了一次過壓、二次過壓、變換器過流等故障檢測。當一次過壓發(fā)生時電源處于間斷工作狀態(tài)，過壓故障消失后，電源自動恢復工作。當二次過壓發(fā)生時，電源直接停止工作，鎖定故障狀態(tài)，給出故障指示，直到電源復位后重新開機方可正常工作。

　　電源控顯電路主要是完成整個電源的工作時序的控制、輸出電壓檢測指示以及高壓電源必要的人身安全性的保護措施。電路采用了單片機作為核心控制器件。通過高精度的A/D變換器將輸出電源取樣信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，通過四位數(shù)碼顯示器作為本地指示。面板按鈕信號通過單片機控制的程序?qū)崿F(xiàn)本地的電源開、關(guān)機時序控制和本地的電源輸出電壓的設定。

　　3 結(jié)語

　　整個電源經(jīng)調(diào)試后目前已交付，與整個生物輻照工程裝置運行使用。輸出電壓特性滿足了加速管的工作需求。