【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及直流高压高频开关电源领域,尤其涉及一种全范围可变可调制波形前沿可变的直流高压高频开关电源及其控制方法。
技术介绍
在一些场合,如微波产生,绝缘测试,气体放电应用等,需要高压电源输出电压能大范围可调节、可调制、稳定输出。为达到这些要求,目前国内外有关装置有两种方法。第一种方法将整个电源设计成两个部分:前级高压电源平台和调制器;前级高压电源使用晶闸管交流调压、变压器升压和二极管整流方案。调制器使用真空四极管,工作在放大状态,改变栅极电压来改变输出电压以及波形前沿时间;或者利用NPN和PNP晶体管构成单电源互补对称功率放大模块,并结合均压电路,让多个模块依次串联起来设计调制器,使用给定电压和反馈电压形成的误差电压放大后隔离驱动各模块,从而达到改变输出电压的目的。第二种方法是使用多绕组工频变压器,经整流滤波后,经全控固态开关器件,并利用脉冲步进控制技术(Pulsestepmodulation,PSM),实现多模块串联供电技术。然而,使用上述方法设计的设备,存在的不足之处是:整个装置体积大、功率密度低、或模拟控制,不能实现全数字化控制,调制频率低于1kHz;多绕组工频变压器,绝缘工艺要求高、成本高。优点是多模块串联供电技术对开关器件的一致性要求低。
技术实现思路
本专利技术所要实现的目的是:提供一种具有电压控制精度高、体积小、功率密度大、维护方便,可多种模式调制输出、全数字化操控,输出波形前沿时间可调整等优点的直流高压电源。为解决上述技术问题,本专利技术所采用的技术方案为:使用高频开关电源逆变技术与PSM技术结合设计一种全范围可变可调制波形前沿可变的直流 ...
【技术保护点】
一种全范围可变可调制波形前沿可变的直流高压高频开关电源,基于高频开关电源技术与PSM技术设计,包括三相交流电源、整流滤波电路、全桥逆变电路、高频隔离变压器、AC‑DC模块(SM)、第一微处理器(DSP1)和PSM电源控制系统,其特征在于:三相交流电源输出连接整流滤波电路,整流滤波电路连接全桥逆变电路,全桥逆变电路的输出两端(A端、B端)输出连接至59个相同的高频变压器的初级,各高频变压器的次级输出连接各AC‑DC模块(SM),AC‑DC模块(SM)包含场效应管,用于控制直流电压是否叠加串联输出,第一个AC‑DC模块(SM1)反馈连接第一微处理器(DSP1),第一微处理器DSP1控制前级全桥逆变器实现恒压;PSM电源控制系统包括第二微处理器(DSP2)、光纤、以太网模块、路由器和PC机,第二微处理器(DSP2)通过59根光纤控制连接59个AC‑DC模块(SM),第二微处理器(DSP2)的外接串口依次连接以太网模块、路由器和PC机,所述前58个AC‑DC模块中的场效应管导通与关断通过光纤(S1‑S58)隔离控制,所述第59级AC‑DC模块(SM59)中的整流滤波电路后面使用Buck降压电路 ...
【技术特征摘要】
1.一种全范围可变可调制波形前沿可变的直流高压高频开关电源,基于高频开关电源技术与PSM技术设计,包括三相交流电源、整流滤波电路、全桥逆变电路、高频隔离变压器、AC-DC模块(SM)、第一微处理器(DSP1)和PSM电源控制系统,其特征在于:三相交流电源输出连接整流滤波电路,整流滤波电路连接全桥逆变电路,全桥逆变电路的输出两端(A端、B端)输出连接至59个相同的高频变压器的初级,各高频变压器的次级输出连接各AC-DC模块(SM),AC-DC模块(SM)包含场效应管,用于控制直流电压是否叠加串联输出,第一个AC-DC模块(SM1)反馈连接第一微处理器(DSP1),第一微处理器DSP1控制前级全桥逆变器实现恒压;PSM电源控制系统包括第二微处理器(DSP2)、光纤、以太网模块、路由器和PC机,第二微处理器(DSP2)通过59根光纤控制连接59个AC-DC模块(SM),第二微处理器(DSP2)的外接串口依次连接以太网模块、路由器和PC机,所述前58个AC-DC模块中的场效应管导通与关断通过光纤(S1-S58)隔离控制,所述第59级AC-DC模块(SM59)中的整流滤波电路后面使用Buck降压电路,并直接由第二微处理器(DSP2)输出高频PWM信号通过光纤对其进行控制。2.根据权利要求1所述的全范围可变可调制波形前沿可变的直流高压高频开关电源,其特征在于:所述第一微处理器(DSP1)和第二微处理器(DSP2)均采用芯片TMS320F2812作为主控,其中,第一微处理器(DSP1)控制前级全桥逆变器实现恒压,直流母线电压欠压及过压监测,第二微处理器(DSP2)实现后级59个模块的稳压、调制输出及通讯等功能。3.根据权利要求1所述的全范围可变可调制波形前沿可变的直流高压高频开关电源,其特征在于:第二微处理器(DSP2)的引脚资源有限,故将所述前30个模块分成三组,每组10个模块,分别由3个IO口控制,第31级模块到第59模块分别由29个IO独立进行控制。4.一种全范围可变可调制波形前沿可变的直流高压高频开关电源的控制方法,其特征在于:使用如权利要求1至3中任意一项所述的全范围可变可调制波形前沿可变的直流高压高频开关电源,并如下控制方法:1)把六个电压值放到控制输出电压数组Voltage[6],用作参考电压,六个电平时间放到一...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈文光,饶益花,饶军,胡波,康自华,阳璞琼,陈乐垚,
申请(专利权)人:南华大学,
类型:发明
国别省市:湖南;43
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