數字高壓電源技術(shù)基本原理解析

電源技術(shù)，尤其是數字電源的技術(shù)發(fā)展，目前已經(jīng)有了長(cháng)足的進(jìn)步。作為一種在工業(yè)、農業(yè)和醫學(xué)領(lǐng)域被廣泛應用的電源類(lèi)型，數字高壓電源能夠將工頻電網(wǎng)電能轉變成特種形式電能并提供有效持續的能量傳輸。本文將針對這一電源技術(shù)的基本運行原理，展開(kāi)簡(jiǎn)要介紹和分析。

在了解數字高壓電源的運行原理之前，我們首先需要了解的傳統高壓電源的工作運行基礎知識。傳統的高壓電源在正常工作的情況下，是將工頻電壓直接經(jīng)高壓變壓器升壓后整流濾波，或升壓后再倍壓整流后得到高壓的，其基本的運行原理如下圖圖1所示：

圖1傳統高壓電源示意圖

從圖1中我們可以看到，在傳統的電源技術(shù)應用在該系統中后，升壓變壓器將會(huì )變?yōu)楣ゎl變壓器來(lái)運行，由工頻三相電經(jīng)可控硅調壓至工頻高壓變壓器進(jìn)行升壓，利用高壓硅堆整流后輸出直流高壓，采用工頻移相交流調壓的控制原理。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是控制原理比較成熟，控制方式功能也相對來(lái)說(shuō)比較完善。但由于電源本身及控制原理的局限性，使得傳統高壓直流電源存在的體積大、設備重、效率低、精度低等弊端。

在了解了傳統的高壓電源運行原理后，我們再來(lái)看一下數字高壓電源技術(shù)被應用到電源系統的設計中之后，為傳統的高壓電源研發(fā)帶來(lái)了哪些變化。在最近幾年中，隨著(zhù)電子電力技術(shù)的發(fā)展，新一代功率器件，如MOSFET、IGBT等的應用，高頻逆變技術(shù)的逐步成熟，出現了數字高壓電源，同傳統高壓電源相比較數字高壓電源的突出特點(diǎn)是運行效率高、體積小、重量輕、反應快、儲能少、設計和制造周期短。由于它的優(yōu)越特性，現在已逐漸取代了傳統的高壓電源。圖2給出了基于高頻逆變的數字高壓電源工作原理圖。

圖2基于高頻逆變的高壓電源示意圖

從圖2給出的高頻逆變高壓電源示意圖中我們可以看到，在這種應用了最新電源技術(shù)的系統中，當其正常運行時(shí)，50/60Hz交流電首先通過(guò)整流得到相應的直流電，經(jīng)高頻逆變、高頻變壓器、整流器(倍壓整流器)輸出高壓，通過(guò)負載電壓反饋信號與指定電壓信號比較，并進(jìn)行誤差信號的進(jìn)一步處理產(chǎn)生IGBT功率開(kāi)關(guān)管的PWM控制信號信號，利用閉環(huán)反饋實(shí)現輸出電壓的精確控制。這也就是目前應用最為廣泛的數字高壓電源系統的運行工作原理。