电子产品世界

6 样机研制
高压电源模块采用零电压多谐振软开关技术和稳压闭环间歇控制方式，能实现高压电源在全功率、宽电压范围的稳定工作，并满足脉冲行波管占空比切换的响应要求。由于谐振电感串联在变压器初级，因此电路具备抗高压打火的功能，即使在高压电路短路的情况下，也能有效限制逆变器的峰值电流，不会造成开关管和整流管的损坏。
以阴极电源为例，逆变全桥开关管选用两个APT8015JVFR并联，C1～C4取4700 pF，Lr取52 μH，开关频率60 kHz，变压器次级谐振电容取200 pF，高压电路采用7倍压全波整流，倍压电容取0．1μF／5 kV，高压硅堆选K50UF。考虑负载短路的极限情况，逆变器峰值电流不大于Uin ／(4fLr)，约40 A，两个APT8015JVFR并联的最大电流为88 A，还有较大裕量。图6示出阴极电源6种负载情况下的逆变器电流波形。图6a中，输出电压25 kV，输出功率5 kW时，电流波形近似于方波，M≈1，峰值电流20 A，电源刚刚启稳，处于轻度间歇状态；图6b中，输出电压25 kV、输出功率2．5 kW时，电源的间隙程度加深；图6c中，输出电压25 kV、输出功率空载时，电源进入深度间歇状态；图6d中，输出电压15 kV，输出功率5 kW时，电流波形上翘，M1，峰值电流30 A，电源刚刚启稳，处于轻度间歇状态；图6e中，输出电压15 kV，输出功率2．5 kW时，电源间隙程度加深；图6f中，输出电压15 kV，输出功率空载时，电源进入深度间歇状态。

由图可知，高压电源在各种工况下，开关频率固定，能可靠实现零电压多谐振软开关，在轻载或空载情况下进入深度间歇状态，开关损耗减小，电源效率提高。实验数据表明，负载大于50％时，电源效率高达90％以上。

7 结论
高压电源采用零电压多谐振软开关技术，使逆变全桥在各种工况下都能实现零电压导通，减小了开关损耗及磁性元件的体积和重量，提高了电源的整机效率和功率密度。稳压闭环的间歇控制策略使高压电源在全功率、宽电压范围内稳定工作，同时满足行波管脉冲动态负载的响应要求。模块化的设计有利于各单元的独立调节，也便于功率和功能扩展。该高压电源系统已应用于某大功率行波管测试设备，运行稳定，状态良好。

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关键词： 高压电源 大功率行波管 间歇控制