150 kV高壓逆變電源倍壓整流電路仿真

杜慧聰 劉方軍 張 偉

(北京航空航天大學 機械工程與自動化學院，北京100191)

趙 晶

(北京航天發(fā)射技術(shù)研究所，北京100076)

隨著電子束加工技術(shù)的發(fā)展要求，電子束高壓電源的加速電源輸出電壓高達幾萬伏或十幾萬伏甚至更高，若采用變壓器直接升壓方式，不僅存在變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計困難，而且很難保證絕緣強度，故采用高壓高頻變壓器升壓與后級倍壓整流電路結(jié)合的方式來產(chǎn)生所需高壓.

高壓逆變電源技術(shù)是電子束高壓電源的研究熱點，而倍壓整流電路設(shè)計是高壓逆變電源的關(guān)鍵技術(shù)之一.針對電子束高壓逆變電源的特點，選擇合適的倍壓整流電路結(jié)構(gòu)和采用正確的電力電子器件來產(chǎn)生穩(wěn)定可靠的高壓輸出是高壓升壓技術(shù)的核心問題[1].對于電路器件參數(shù)的選擇，若通過試驗來確定，會造成成本的急劇提高，而通過軟件對設(shè)計電路進行模擬仿真，會節(jié)省大量的人力物力，使整體電路的設(shè)計有很高的效率.

本文基于150 kV高壓逆變電源的設(shè)計參數(shù)要求，采用高壓高頻變壓器與科克羅夫特沃爾頓(C-W，Cockcroft-Walton)全波倍壓整流電路結(jié)合的方案構(gòu)建了150 kV高壓逆變電源的升壓電路，通過對比幾種常見的倍壓整流電路，使用MULTISIM軟件對C-W電路進行仿真，重點考察了倍壓電容對輸出紋波、整流二極管沖擊電流的影響，確定并優(yōu)化了合適的電容和整流二極管的參數(shù)，最終進行組裝調(diào)試試驗對方案設(shè)計進行驗證[1－4].

1 電子束高壓加速電源結(jié)構(gòu)

研究表明，當……