接基于软开关的电子辐照高压电源1的内容。改进的串联谐振变换电路具有电流、电压限制的双斜率输出特性,电感L2、L3是谐振电感。C1为谐振电容。
电路的谐振槽路的电流波形和驱动信号波形如图4所示,通过调节α角控制变换器的输出功率。
工作在归一化的输出电流I*o=0.15%且ψ=1时,结果产生大约30%的过压。改进变换器的输出特性为双斜率输出特性,使电路提高了电压、电流限制的固有能力,改善了高压电源的空、满载的适应性,同时有利于高压电源宽范围的输出调节。
L1、L4为紧耦合的电感(L3=L4),箝位二极管D5到D8,不同于电感吸收电路,该电路着重解决电路的尖峰导通,可以将尖峰电流限制在大约Ist=Vindc/2(L3+M)之内。因为采用了紧耦合电感(耦合因数k=0.95),Ist近似等于Vindc/4*L3。虽然电感的引入增加了电路的元件数量和成本,但在轻载时可以明显改变传统电路的功率因数,限制传统电路中固有的扰动尖峰电流。
整个变换器电路依然采用PFM的工作模式,当前级预稳电源输出0~500V直流电压时,变换器以固定的脉冲宽度驱动桥臂的功率开关管。为了保证电源在电子枪束流产生时能稳定工作,设计了取样闭环控制功能,当输出偏离电压设定值时,变换器通过脉冲频率调节得到稳定的输出,电子枪高压电源实际工作频率为3~25kHz。改进后的串联谐振变换器如图5所示,
2.3 高压变压器的设计
电源输出电压较高,高频高压变压器的次级采用了多级倍压电路的方式,以降低高频开关变压器的变比。但高压变压器仍然是高压电源中关键的部件。高压变压器的设计重点是如何减少分布电容和保证高压绝缘,基于上述考虑,初级绕组排列分布如下。
为了减少高压绕组和低压绕组之间的分布电容,确保高压绕组和低压绕组之间的绝缘,需要将原边绕组绕制在矩形铁心的一边,副边绕组绕制在矩形铁心的另一边,并留足原、副边间的距离,最后用环氧树脂灌注作为主绝缘。
为了减少高压绕组的分布电容,需要采用副边绕组分段绕制方法,由多个绕组串接而成。
为确保副边绕组和铁心间的高压绝缘和次级绕组层间绝缘,均采用杜邦公司生产的聚芳纤维纸和环氧树脂注料的复合介质绝缘。
副边绕组起端为低电位,离铁心端空距离较小,而副边绕组末端为高电位,需留足铁心端的绝缘距离,最后用环氧树脂灌注作绝缘。