高压大功率多路输出限流器驱动电源创新设计

本文主要探讨了大功率装置用的多路输出高压隔离新型开关电源的设计与实现。作者夏凌辉、吕征宇和费万民在浙江大学电力电子国家重点实验室开展研究，他们针对高压大功率电力电子装置中驱动电源的复杂性和高电压隔离需求，提出了创新解决方案。 首先，设计的关键在于利用专利技术，构建了一个高频交流电流源和一种特别设计的输出变压器。这种输出变压器的特点在于能够实现多路输出的同时保持高压隔离，这对于驱动大量晶闸管在短路故障限流器中的工作至关重要。在主电路拓扑结构上，文章详细介绍了如何将这种开关电源应用于三相接地系统的固态短路限流器中，该限流器通常在15kV电力系统中使用，需要处理大量的晶闸管驱动问题。 传统的驱动方法，如Dusan M. Raonic的自我供电门极驱动，虽然可以节省对隔离电源的需求，但仅适用于特定的应用场景。Chang Liuchen的研究则提出了一种通过多绕组变压器实现四路隔离驱动的方法，但随着输出路数的增加，变压器结构变得复杂且体积增大。Heinemann Lotharet等人提出的超高压隔离电源虽具有高效性能，但限制在一路输出，不适用于需要61路独立驱动的复杂情况。 作者的创新之处在于他们结合专利技术，开发出能够同时满足多路输出和高压隔离需求的开关电源。这种电源设计不仅能够驱动大量的晶闸管，降低系统复杂度，还能够有效解决大功率装置中驱动电源的安装和配线问题，显著提高了系统的集成度和效率。文章进一步描述了电源的校验过程，通过仿真验证了其有效性，并成功地将样机应用于实际的限流器实验装置中，证明了设计的实用性和可行性。 这项研究对于推动高压大功率电力电子装置的驱动电源技术发展具有重要意义，为实际应用中的高压隔离驱动问题提供了一种高效且紧凑的解决方案。