充電電源

高壓脈沖電容器充電電源是以高壓脈沖電容器作為中間儲(chǔ)能環(huán)節(jié)的脈沖功率系統(tǒng)的重要組成部分。由于具有抗短路能力強(qiáng)、電磁干擾小等特點(diǎn)，串聯(lián)諧振式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是高壓電容器充電電源應(yīng)用最多的拓?fù)渲?。本?xiàng)申請(qǐng)圍繞提高基于串聯(lián)諧振變換器的高壓電容器充電電源充電精度的主線，針對(duì)相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展全面、深入、系統(tǒng)的研究，通過(guò)在電流斷續(xù)模式下采取PFM軟開(kāi)關(guān)和PWM硬開(kāi)關(guān)相結(jié)合的控制方式，并選取合理的控制算法，在同一臺(tái)電容器充電電源中同時(shí)實(shí)現(xiàn)大功率快速充電和微小功率高精度充電保持功能；通過(guò)電路分析的方法，定量分析各種工況各種控制方式下高頻高壓變壓器分布電容對(duì)充電電源性能的影響，全方位揭示和了解串聯(lián)諧振電容器充電電源的特性；并探討通過(guò)改進(jìn)變壓器繞制方式和控制激磁電感抑制高頻變壓器分布電容的新方法。通過(guò)本項(xiàng)研究，將為提高基于電容器儲(chǔ)能的脈沖功率系統(tǒng)的精度，促進(jìn)脈沖功率技術(shù)的更廣泛應(yīng)用提供有力支撐。

本項(xiàng)研究針對(duì)基于串聯(lián)諧振變換器的高壓脈沖電容器充電電源相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展研究工作，圍繞傳統(tǒng)的電流斷續(xù)型以及新型的電流連續(xù)型兩種控制模式，開(kāi)展了從機(jī)理層面到應(yīng)用基礎(chǔ)層面的一系列研究工作，取得的主要?jiǎng)?chuàng)新性成果如下： 1. 全面分析了電流斷續(xù)型串聯(lián)諧振高壓電容器充電電源中的高頻高壓變壓器寄生參數(shù)對(duì)電源輸出特性的影響，分析表明隨著充電電壓的升高，串聯(lián)諧振變換器將依次工作在雙輸出脈波模式、單輸出脈波模式和零電流輸出模式，推導(dǎo)得出了三種模式的邊界條件，以及充電電流、諧振周期等隨充電電壓變化的規(guī)律，為充電電源的電路參數(shù)及控制方案設(shè)計(jì)提供了理論指導(dǎo)。 2. 針對(duì)傳統(tǒng)的電流斷續(xù)型串聯(lián)諧振高壓電容器充電電源諧振電流峰值過(guò)高，輸出電流難以大幅提升的問(wèn)題，提出了通過(guò)移相控制的方法使串聯(lián)諧振高壓電容器充電電源工作在過(guò)諧振、電流連續(xù)模式，分析了電路的工作特點(diǎn)，確定了適合于高壓電容器充電的工作模式，從工作模式優(yōu)選以及確保足夠電壓增益等多方面考慮，提出了相應(yīng)的諧振參數(shù)設(shè)計(jì)方法。 3. 針對(duì)移相串聯(lián)諧振變換器精確數(shù)學(xué)模型難以建立的情況，提出了采用模糊控制的方法對(duì)充電電流進(jìn)行控制，設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的參數(shù)，很好的實(shí)現(xiàn)了充電電流的恒流以及變指令控制。 4. 根據(jù)電流斷續(xù)型串聯(lián)諧振高壓電容器充電電源的充電電壓保持的要求，提出了PFM軟開(kāi)關(guān)與PWM硬開(kāi)關(guān)相結(jié)合的充電保持控制方案，以及全程采用PFM軟開(kāi)關(guān)模式的間歇式充電保持控制方案，解決了大功率快速充電和微小功率充電保持的矛盾，兩種方法各有優(yōu)勢(shì)，可以根據(jù)不同的應(yīng)用要求靈活選取。 5. 對(duì)充電電源所處的強(qiáng)電磁環(huán)境進(jìn)行了電磁兼容性分析和設(shè)計(jì)，重點(diǎn)研究了充電電源可能受到的磁場(chǎng)輻射干擾的情況，分析了屏蔽材料材質(zhì)、屏蔽材料厚度、機(jī)箱開(kāi)孔方式以及電路板放置方向與受到磁場(chǎng)輻射程度的關(guān)系，并提出了相應(yīng)的抑制措施。 2100433B

1. 主要作為出差、旅游、長(zhǎng)途乘車(chē)船、野外作業(yè)等環(huán)境的手機(jī)備用充電電源。