36kV电子束轰击炉高压直流开关电源的改进设计与控制策略

"36kV电子束轰击炉高压直流开关电源设计-姬军鹏等人在西安交通大学电气工程学院和西安理工大学电气工程系的研究成果" 本文主要探讨的是针对36kV电子束轰击炉高压直流开关电源的设计，旨在解决传统高压直流开关电源存在的问题，如变压器绝缘容易被击穿和电源拓扑导致的输出电压纹波大、精度低等。作者提出了一种创新的解决方案，包括分段式变压器绕制方法和数字化错相控制策略。 分段式变压器绕制方法是针对高压直流开关电源变压器绝缘易被击穿的问题提出的。传统的变压器绕组布局可能导致副边绕组的层间电场强度过高，从而增加绝缘等级的要求，增大击穿风险。通过改变绕组结构，采用分段式绕制，可以有效地降低副边绕组的层间电场强度，进而减小对绝缘材料的压力，防止绝缘击穿，提高电源的稳定性和可靠性。 数字化错相控制策略则针对输入并联输出串联电源拓扑的输出电压纹波大、精度低的问题。作者基于占空比与输出电压的数学模型，设计了一种能够在最小纹波因数下工作的占空比设计原则。通过对纹波因数进行定量分析，可以更精确地控制输出电压的波动，从而显著降低输出电压纹波，从23.2%降低至3.5%，极大地提高了电源的输出质量。 最终，研究人员实际制作了分段式高频高压变压器样品，并研制了36kV/10A电子束轰击炉电源的样机。实验结果显示，所提出的分段式绕制方法有效降低了变压器绝缘击穿的风险，而错相控制策略显著改善了输出电压的纹波问题，提升了电源的功率密度和稳定性。 总结起来，该研究提出的36kV电子束轰击炉高压直流开关电源设计方法，通过创新的分段式变压器绕制技术和错相控制策略，不仅增强了电源的绝缘性能，还提高了电源的输出精度和稳定性，对于高压直流电源领域具有重要的理论和实践意义。这一设计有望应用于更广泛的高电压电子束轰击炉系统中，提升设备的工作效率和可靠性。