高压电源的设计与仿真.ppt

直流高压电源的设计与仿真,高压电源的应用高压电源的设计难点一种60KV/8mA直流高压电源的设计仿真验证,高压电源的设计难点,半导体器件，尤其是高压整流二极管的要求很高。绝缘材料要求很高，特别是高压变压器的骨架材料要承受交流高压的冲击。分布参数，高压电源中存在的分布参数对电源的工作产生重大影响，使电源的高频化困难，甚至会使电路无法正常工作。,直流高压电源的设计,变压器等效模型倍压整流电路工作原理简述仿真、观察波形,变压器的等效模型（1）,变压器的等效模型（2）,简化后的等效模型：,倍压整流电路一,倍压整流电路二,倍压整流电路三,倍压整流电路计算公式,对于电路一：电压跌落：U=(4N3+3N2+2N)I/6fC 输出电压：U=2N*Up-U输出电压纹波：N(N+1)I/4fC对于电路三：电压跌落：U=(2N3+3N2+4N)I/12fC 输出电压：U=2N*Up-U输出电压纹波：N*I/4fC其中，N是倍压的阶数,60KV/8mA电源电路原理框图,高压发生部分电路,倍压整流部分作如下转换,高压发生部分电路变换为如下,一种串联谐振并联负载的谐振变换器,如果Cs的容量和Cp相当，则成为一种LCC谐振变换器。在此处，我们采用了Cs容量远大于Cp的方案，所以这是一种串联谐振并联负载的LC谐振变换器PLSRC。注意，和传统的PLSRC存在一些不同，此电路的整流输出没有电感。而采用的是容性滤波器。,工作原理简述（1）,t1时刻,工作原理简述（2）,t2时刻,工作原理简述（3）,t3时刻,工作原理简述（4）,t4时刻,工作原理简述（5）,t5时刻,工作原理简述（6）,t6时刻,高压发生电路仿真,输出电压波形,MOS管的工作波形,谐振回路的电流波形,倍压整流中二极管的电流波形,谐振电流的分配,本电路的优缺点,本电路成功地利用了变压器分布电容和漏感作为谐振元件，实现了ZVS软开关的高频高压变换。由于变压器分布电容的充放电，变压器存在较大的环流，特别是轻载时的转换效率不高。,结束,谢谢,直流高压电源的设计与仿真,直流高压电源的设计与仿真,高压电源的应用高压电源的设计难点一种60KV/8mA直流高压电源的设计仿真验证,高压电源的应用,高压电源的应用非常广泛，在民用、军事、科研的很多领域都有不可替代的作用。民用领域：臭氧发生器、某些医疗设备、静电除尘、空气净化装置等军事：雷达、激光等科研：加速器、电子显微镜、人工核反应等,高压电源的设计难点,半导体器件，尤其是高压整流二极管的要求很高。绝缘材料要求很高，特别是高压变压器的骨架材料要承受交流高压的冲击。分布参数，高压电源中存在的分布参数对电源的工作产生重大影响，使电源的高频化困难，甚至会使电路无法正常工作。,直流高压电源的设计,变压器等效模型倍压整流电路工作原理简述仿真、观察波形,变压器的等效模型（1）,变压器的等效模型（2）,简化后的等效模型：,倍压整流电路一,倍压整流电路二,倍压整流电路三,倍压整流电路计算公式,对于电路一：电压跌落：U=(4N3+3N2+2N)I/6fC 输出电压：U=2N*Up-U输出电压纹波：N(N+1)I/4fC对于电路三：电压跌落：U=(2N3+3N2+4N)I/12fC 输出电压：U=2N*Up-U输出电压纹波：N*I/4fC其中，N是倍压的阶数,60KV/8mA电源电路原理框图,高压发生部分电路,倍压整流部分作如下转换,高压发生部分电路变换为如下,一种串联谐振并联负载的谐振变换器,如果Cs的容量和Cp相当，则成为一种LCC谐振变换器。在此处，我们采用了Cs容量远大于Cp的方案，所以这是一种串联谐振并联负载的LC谐振变换器PLSRC。注意，和传统的PLSRC存在一些不同，此电路的整流输出没有电感。而采用的是容性滤波器。,工作原理简述（1）,t1时刻,工作原理简述（2）,t2时刻,工作原理简述（3）,t3时刻,工作原理简述（4）,t4时刻,工作原理简述（5）,t5时刻,工作原理简述（6）,t6时刻,高压发生电路仿真,输出电压波形,MOS管的工作波形,谐振回路的电流波形,倍压整流中二极管的电流波形,谐振电流的分配,本电路的优缺点,本电路成功地利用了变压器分布电容和漏感作为谐振元件，实现了ZVS软开关的高频高压变换。由于变压器分布电容的充放电，变压器存在较大的环流，特别是轻载时的转换效率不高。,结束,谢谢,