高压静电除尘用电源调压特性分析

为了得到高压静电除尘电源工作于串联谐振断续电流模式下的调压特性及选择一种适宜的控制方式，在分析电路工作原理的基础上，通过数学公式推导出了反映电路输出特性的解析表达式，分析了控制参数对电路调压特性的影响。通过仿真主要研究了调频、调占空比和调输入电压3种控制方式下电路特性的对比，结果表明，采用调节输入电压的控制方式具有较低的谐振电流峰值和有效值，是一种适合于高压静电除尘的控制方式，最后通过样机给出了实验结果。
0 引 言

工作于断续电流模式下的串联谐振变流器能够在较宽的输出电压范围内因具有平均充电电流恒定、方便的实现功率器件的软开关等特点，而被广泛应用于高压电容器负载充电系统中,但这类应用中输出负载仅为储能电容器。而实际高压应用中很多情况下输出侧存在持续消耗能量的连续负载，如高压静电除尘电源,其负载等效为电容电阻并联电路,且输出电压需要可调节，但目前仅有很少的文章对这一方面稍加提及,且未深入讨论。本文将分析串联谐振电流断续工作模式下静电除尘电源电路的调压特性及存在的问题，并在此基础上提出了几种改进的方法，并通过仿真研究了电路在几种控制方式下的调压特性，最后给出了实验结果。

1 电路工作原理

带连续负载的串联谐振高压电源的主电路拓扑见图1，变压器变比为行，Lr为谐振电感，Cr为谐振电容，Ts、fs分别为开关周期和开关频率，Tr、fr分别代表谐振周期和谐振频率，it为谐振电流，Uout、Iout分别代表输出电压和输出电流，C0、R0分别为负载电容和电阻，n2C0≥Cr成立。

图1 串联谐振高压电源的主电路拓扑

为减小开关损耗，电路采用软开关技术，选取Ts＞2Tt，串联谐振电路工作在谐振电流断续模式下，开关管能够实现零电流开通、零电压零电流关断，其工作过程波形图见图2。

图2 串联谐振电流断续工作模式下的波形图

t0～t1期间，开关管S1、S4导通，ir＞0，电路正向谐振。能量由电源输入传递至谐振环节，同时向负载侧传递。S1、S4零电流开通，此工作过程电路图见图3。

图3 t0～t1期间等效电路图