基于FPGA的高壓交聯電纜測試電源的研制
根據開關管的開關情況和諧振電流的方向,全橋變換器存在3種開關模態,即VQ1和VQ4導通,VQ2和VQ3關閉;VQ1,VQ4,VQ2,VQ3均關閉;VQ2和VQ,導通,VQ。和VQ4關閉。這3種開關模態的電路結構完全相同,只是電源電壓不同而已,因此可以統一為一個電路,如圖3b所示。本文引用地址:http://www.j9360.com/article/177789.htm
接下來根據不同的時刻中uC的最大值,再比較每段時刻中最大值之間的關系,可得出諧振電容電壓幅值的變化情況。
通過對uC(t)在各個時間段的表達式求導,其導數等于零的點處獲得最大值,如果不存在該點,則在其端點處獲得最大值。通過比較分析,可得到uC(t)在各個時間段的最大值如下:
通過比較各個時間段最大值的絕對值,可知當電路處于諧振狀態時,電容上的電壓波形呈正弦規律變化且有臺階式的增大。但在實際電路中,諧振電路的輸入電壓是經過了變壓器才傳輸到諧振網絡中的,而由于變壓器和諧振電抗器都存在內阻,電阻會不斷地消耗能量,一段時間后會達到平衡,這時uC幅值就會保持在某個穩定值不再變化。經仿真分析穩定狀態下的電容電壓表達式為:,其中Q為品質因數。
圖4示出調頻串聯諧振高壓試驗設備的工作原理圖。圖中,交流220 V/50 Hz的電源經變頻器輸出30~300 Hz頻率可調的電壓,輸入到勵磁變壓器,升壓至0~2 kV,再經諧振電抗器L(也可以是串并聯組合的電抗器)和Cx,構成高壓主諧振回路,電容分壓器為純電容式,用來測量試驗電壓。根據串聯諧振的原理及表達式,有uCx=QUE,降低L和變壓器的內阻,適當增大L的電感量,就可在較小的勵磁電壓U下,使被試電纜Cx上產生幾十倍于UE的試驗輸出電壓。同時,如果被試品被擊穿,電路立即失去諧振條件,被試品兩端的電壓急劇減小,從而起到了保護被試品的作用。
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