專利名稱：新型串聯(lián)變壓器均壓方法及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型串聯(lián)變壓器均壓方法及應(yīng)用，屬于大功率高壓、超高壓領(lǐng)域，應(yīng)用 于大功率雷達(dá)發(fā)射機(jī)、加速器、CT、高能氣體離子源和高能金屬離子源的加速級電源。
背景技術(shù)：
隨著電源電壓和功率的不斷提高，開關(guān)變壓器和整流器的設(shè)計難度也不斷增大，大功率 雷達(dá)發(fā)射機(jī)要求高壓電源的輸出功率達(dá)幾十到上百千瓦，輸出電壓達(dá)20-100kV。采用單個變 壓器變壓難度很大，目前高壓開關(guān)電源一般采用電源逆變器推多個開關(guān)變壓器，開關(guān)變壓器 采用初級并聯(lián)或串聯(lián)次級串聯(lián)的結(jié)構(gòu)。當(dāng)開關(guān)變壓器采用初級串聯(lián)次級串聯(lián)的結(jié)構(gòu)時，整流 器存在電壓不均勻的問題。這將導(dǎo)致其中幾個整流器輸入電壓高于額定工作電壓，從而將整 流器擊穿，引起整個電源故障，嚴(yán)重影響了電源的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
1、 所要解決的技術(shù)問題
本發(fā)明針對以上問題提供了一種新型串聯(lián)變壓器均壓方法。
2、 技術(shù)方案
本發(fā)明是通過在設(shè)計開關(guān)變壓器時每個變壓器上多留1個次級繞組；開關(guān)變壓器的初 級串聯(lián)供電，變壓器次級的多個繞組分段整流后將輸出串聯(lián)起來，達(dá)到所需要的電源輸出電 壓；將每個變壓器預(yù)留的次級繞組并聯(lián)起來，達(dá)到整流器的均壓效果；均壓的繞組必須高壓
絕緣來實現(xiàn)的。
3、 有益效果
采用本發(fā)明所述的方法解決了變壓器初級串聯(lián)時的均壓問題，方法簡單可靠，可適用于 各種功率、電壓等級的開關(guān)電源。這種技術(shù)的出現(xiàn)對提高雷達(dá)發(fā)射機(jī)和雷達(dá)整機(jī)的性能具有 重大意義。


圖1為本發(fā)明的串聯(lián)變壓器均壓示意圖； 圖2為本發(fā)明一種實施例的原理框圖。
具體實施方式
原理
在設(shè)計開關(guān)變壓器時每個變壓器上多留l個次級繞組，即每個變壓器有n+l (nM)次級 繞組。開關(guān)變壓器的初級串聯(lián)供電，變壓器次級的多個繞組分段整流后將輸出串聯(lián)起來，達(dá) 到所需要的電源輸出電壓。將每個變壓器預(yù)留的次級繞組并聯(lián)起來，達(dá)到整流器的均壓效果。 串聯(lián)變壓器均壓示意圖見圖1。由于變壓器的次級采用串聯(lián)方式，不同變壓器的繞組之間存 在電位差。因此，均壓的繞組必須注意高壓絕緣。
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
根據(jù)上述的串聯(lián)均壓設(shè)計原理，我們設(shè)計了一種30kV/50kW的高壓開關(guān)電源，該電源采 用了一個變換器，兩個高壓變壓整流組件，每個高壓變壓整流組件內(nèi)部采用了8個變壓器的 串聯(lián)結(jié)構(gòu)。
① 50kW相移式ZCZVS變換器設(shè)計
變換器采用ZCZVS，電源功率部分電路如圖2所示。
我們采用了 UC3875相移式控制器，V1和V3為超前臂，V2和V4為滯后臂，每個開關(guān)管 均采用了 4個IGBT并聯(lián)，D1-D4各采用了 2個1200/100A的快恢復(fù)二極管并聯(lián)。Ll為濾波電 感，L2, L3為輔助諧振電感，C3為諧振電容。VI-V4的驅(qū)動采用了變壓器驅(qū)動。
② 高壓變壓整流組件的設(shè)計
整個電源的高壓部分采用了兩個高壓變壓整流組件串聯(lián)，兩個高壓變壓整流組件的初級 采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)，每個高壓變壓整流組件內(nèi)部采用了 8個變壓器的串聯(lián)結(jié)構(gòu)。每個高壓變壓整 流組件采用了8塊印制版，每塊印制板上裝有一個環(huán)形超微晶鐵芯，每個鐵芯繞9組次級繞 組(8組用于整流，l組用于均壓)，每個繞組的變比為l: 5，整流管采用快恢復(fù)二極管，濾 波電容采用450V/330nF的鋁電解電容。由于每塊印制版由8組繞組整流后串聯(lián)，所以每塊 印制版的變比為l: 40，這樣當(dāng)輸入達(dá)到510V時每個高壓整流組件最大可輸出20kV，采用兩 個這樣的組件串聯(lián)輸出電壓可達(dá)40kV，考慮電網(wǎng)的波動范圍，電源在電網(wǎng)電壓最低時仍然可 以滿足穩(wěn)壓的要求。
權(quán)利要求
1、一種新型串聯(lián)變壓器均壓方法，其特征在于在設(shè)計開關(guān)變壓器時每個變壓器上多留1個次級繞組；開關(guān)變壓器的初級串聯(lián)供電，變壓器次級的多個繞組分段整流后將輸出串聯(lián)起來，達(dá)到所需要的電源輸出電壓；將每個變壓器預(yù)留的次級繞組并聯(lián)起來，達(dá)到整流器的均壓效果；均壓的繞組必須高壓絕緣。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型串聯(lián)變壓器均壓方法的應(yīng)用，其特征在于 一種高壓開關(guān) 電源包括變換器和高壓變壓整流組件；高壓變壓整流組件內(nèi)部采用了權(quán)利要求1所述的新型 串聯(lián)變壓器均壓方法。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型串聯(lián)變壓器均壓方法的應(yīng)用，其特征在于整個高壓開關(guān) 電源的高壓部分采用高壓變壓整流組件之間串聯(lián)，高壓變壓整流組件之間的初級采用并聯(lián)結(jié) 構(gòu)，每個高壓變壓整流組件內(nèi)部采用了變壓器之間的串聯(lián)結(jié)構(gòu)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型串聯(lián)變壓器均壓方法的應(yīng)用，其特征在于每個高壓變壓 整流組件采用印制版，每塊印制板上裝有一個環(huán)形超微晶鐵芯，每個鐵芯繞n+l組次級繞組， 其中n〉1， n組用于整流，l組用于均壓；每塊印制版繞組整流后串聯(lián)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型串聯(lián)變壓器均壓方法的應(yīng)用，其特征在于高壓變壓整流 組件的整流管采用快恢復(fù)二極管。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型串聯(lián)變壓器均壓方法及應(yīng)用，屬于大功率高壓、超高壓領(lǐng)域，應(yīng)用于大功率雷達(dá)發(fā)射機(jī)、加速器、CT、高能氣體離子源和高能金屬離子源的加速級電源。本發(fā)明是通過在設(shè)計開關(guān)變壓器時每個變壓器上多留1個次級繞組；開關(guān)變壓器的初級串聯(lián)供電，變壓器次級的多個繞組分段整流后將輸出串聯(lián)起來，達(dá)到所需要的電源輸出電壓；將每個變壓器預(yù)留的次級繞組并聯(lián)起來，達(dá)到整流器的均壓效果；均壓的繞組必須高壓絕緣來實現(xiàn)的。采用本發(fā)明所述的方法解決了變壓器初級串聯(lián)時的均壓問題，方法簡單可靠，可適用于各種功率、電壓等級的開關(guān)電源。這種技術(shù)的出現(xiàn)對提高雷達(dá)發(fā)射機(jī)和雷達(dá)整機(jī)的性能具有重大意義。
文檔編號H02M7/04GK101521471SQ200810236038
公開日2009年9月2日 申請日期2008年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月2日
發(fā)明者戴廣明, 軍 黃 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第十四研究所