大功率高压开关电源的输出模式

对于大功率高压开关电源，由于电压高，电流一般较大，硬开关PWM变换器受到变压器寄生参数的影响，易造成功率开关开通时产生浪涌电流，关断时产生浪涌电压，从而增加开关损耗。因此，一般采用谐振变换技术（即软开关技术），将变压器的寄生参数充分利用参与谐振，使通过功率开关的电流或电压波形为正弦波或准正弦波，实现开关的零电压(ZVS)或零电流(ZCS)开通与关断。实现高电压大电流输出高压变压器（转换器）又可分为以下几种模式：1) 倍压整流模式倍压整流模式是在变换器的整流输出环节采用倍压整流技术，从而减小了变压器的升压倍数，使变压器的电压等级降低。电压等级降低了，变压器二次绕组与一次绕组的匝数比减小从而减小了寄生电容。同时，变压器的绝缘设计相对变得比较容易，很大程度上减小了变压器的体积和整个电源系统的重量。倍压整流电路只能在负载较轻的情况下才能正常工作， 对于如静电除尘等需要大功率电源的情况下，由于电流较大，采用倍压整流将会使电压降低，达不到所要求的电压输出，因此倍压级数不能太高，一般最多为二级倍压为宜。倍压电路在正常工作状态下，输出电压很稳定，但是当负载出现短路或者负载电场击穿放电（静电除尘）时，倍压整流电路将产生超过正常电流几十倍的浪涌电流，对电源系统的安全运行带来影响。因此，必须采取有效的保护措施加以防范，如在负载处串联限流电阻等。2) 串/并联输出模式该模式是在变压器内部各个次级线包之间进行串/并联组合后整流输出，或者各个次级线包单独整流输出后再进行串/并联组合，以实现所需要的功率和电压输出。各个次级线包之间具有公共的磁路。在大功率、高压、高频逆变器开关电源中，升压变压器一次侧电压较低，二次侧电压较高，通过一次侧绕组的电流很大，但二次侧绕组匝数多，因此，串/并联输出模式中升压变压器是将二次绕组分成多个线包，各个线包进行串/并联组合或者单独输出。上述大功率高压高频变压器（转换器）的制成方式都有以下共同特点：1) 共有一付大功率铁芯（该铁芯也有可能是几付铁芯并联）；2) 所有次级绕组绕制在一付铁芯上，各个次级绕组之间没有单独的磁芯和磁路；3) 初级绕组绕制（装配）完成后，绕制（装配）次级绕组，初、次级绕组都共有一付铁芯；4) 次级绕组相对初级绕组远离铁芯。