更新時間：2013-6-29 點擊:3966次將電能通過功率調(diào)整系統(tǒng)存儲到高壓串聯(lián)諧振電容器，這就是高壓串聯(lián)諧振電容器充電技術(shù)。為了提高電源的可靠性，通常要求電源具有抗負載短路能力。高壓串聯(lián)諧振電容器具有負載短路時諧振頻率基本不變和抗負載短路能力極強的優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于電容器充電技術(shù)中。
高壓串聯(lián)諧振電容器充電電源(CCPS)電路主要有以下三種工作模式[4]：
(1)開關(guān)頻率低于諧振頻率一半時的不連續(xù)導(dǎo)電模式(模式1，DCM，O
(2)開關(guān)頻率低于諧振頻率時的連續(xù)導(dǎo)電模式(模式2，CCM，0.5
(3)開關(guān)頻率高于諧振頻率時連續(xù)導(dǎo)電模式(模式3.CCM，W>W)：開關(guān)器件為零電壓開通、硬關(guān)斷，變換器為電流連續(xù)工作方式，諧振回路呈感性，輸出特性與恒流源的特性有所偏離，具有自動過載保護的功能。
種工作模式為PFM方式串聯(lián)諧振，其控制簡單，且電路工作于軟開關(guān)狀態(tài)。第三種工作模式就是PWM方式串聯(lián)諧振，是近年來研究的一大熱點。
本文建立了串聯(lián)諧振CCPS的數(shù)學(xué)模型，分析了其工作原理，通過數(shù)學(xué)仿真的方法，給出了諧振電路的特性，通過實驗驗證了所采用控制方案的正確性和充電系統(tǒng)的性。1串聯(lián)諧振CCPS工作原理
給出了串聯(lián)諧振變換器電路，圖中U為輸入直流電源，由工頻整流得到，Q1～Q4及D1～D4組成全橋逆變器，G為諧振電容，L為諧振電感，C2為充電電容。
將逆變器等效為方波電源，諧振回路參數(shù)用I和C1表示，負載折合到原邊用Q表示，得到等效電路如圖2所示。
過程二：諧振電流反向，續(xù)流二極管D，和D3導(dǎo)通，整流二極管D6和D8導(dǎo)通，其等效電路如圖4所示，工作波形如圖5中t1～t2所示。
對半個周期內(nèi)的2個諧振過程建立小信號模型，并列寫時間狀態(tài)方程，根據(jù)諧振過程的初態(tài)和末態(tài)，可以得出諧振過程中電流、電壓的表達式。根據(jù)迭代原理，并認為C2》G，可得：1。= 8C1!U。即充電電流平均值與充電電壓無關(guān)，充電電流平均值恒定;充電電容越大，則平均充電電流越小。2串聯(lián)諧振CCPS電壓傳輸特性
電壓傳輸?shù)念l率特性曲線，橫坐標(biāo)表示開關(guān)頻率，縱坐標(biāo)為負載電容C2兩端電壓，計算中L=63 UH，/=20 kHz,U=500V,k分別取0.1,2,4,6和∞(在圖中對應(yīng)曲線從上到下)。由圖6(a)和圖6(b)可見，當(dāng)工作在諧振頻率附近時.電壓輸出較高，當(dāng)負載(K)變化時，電壓有很大的變化，且K越大，電壓的調(diào)節(jié)特性越差，當(dāng)K=∞(即C2=00)時，電路失去電壓調(diào)節(jié)能力。
不同開關(guān)頻率下，輸出電壓與負載的關(guān)系曲線，開關(guān)頻率，fr為諧振回路的諧振頻率，C2為負載，U2為輸出電壓。圖7(a)中，曲線從下到上，F(xiàn)與f的比值依次為0.5、0.6、0.7、0.8、0.9;圖7(b)中，曲線從上到下，F(xiàn)與fr的比值依次為1.1、1.2、1.3、1.4、1.5。從圖中可進一步看出，負載微小的變化將引起很大的電壓變化，因此這種電路的結(jié)構(gòu)形式不利于電壓調(diào)節(jié)。3串聯(lián)諧振CCPS電流傳輸特性
文章來源高壓串聯(lián)諧振電容器：http://www.gsplcfs.com/products-detail.asp?cpid=47
