电压型逆变器高压串联谐振技术研究

　　锁相环一个明显的缺点是启动的时候失锁率比较高，因此，逆变控制采用他－自激转换工作方式。正常运行时为自激工作，电流相位信号取自电流互感器，经过零比较和单稳电路，送至4046。电压相位信号直接取自二分频器的输出，如图3所示。经锁相环和分频器后，形成两组与正负半波对应的方波。该方波经死区形成和驱动器产生IGBT的驱动信号。死区环节的作用在于防止逆变器上、下桥臂同时导通。启动时，取他激频率调节电位器上的电压直接作为4046内部压控振荡的控制信号，进行他激启动。当输出电流达到一定值后，比较器输出信号跳变，使电子开关动作，切断振荡器信号；同时将电流信号和电压信号送4046内部鉴相器，使系统进入自激运行状态。电压信号在进入锁相环之前，经过时滞补偿，目的在于补偿脉冲传输过程中的时间滞后。

　　4 负载匹配

　　应用于高压的负载如臭氧发生器等，也等效为一个非线性有损电容。变压器即传递能量，又是谐振电路中的电感部分。高频高压变压器的设计是整个装置中的关键部分，变压器漏感必须与负载匹配，使它们工作在20kHz左右的频率，因为这直接影响到负载的工作状态。针对不同的负载，变压器的漏感都要重新设计。而在某些特殊的场合，为使负载匹配，得改变变压器的绕法，由此来改变它的漏感值。磁芯结构有E型、口字型、专为耐高压而设计的锥型及多个磁芯组成星型相连的模式等。原、副边的绕法也不尽相同，有原、副边分绕两边或同绕一个柱上等。漏感的大小是一个难以精确计算的值，不仅与磁芯的结构，原、副边的匝数、绕法有关，还与层间绝缘厚度、气隙均匀性及工艺有关。在绕好后可以用电感测试仪直接测得，对于同一种绕法，其漏感的大小不会发生很大的变化。在负载频率要求不是十分精确的情况下，这种设计方法是可行的。但如果测得的漏感与负载要求的谐振电感量大小差别很大，只能改变其绕法。一个常用的有效办法就是改变原、副边的匝数来改变漏感量。本文设计的升压变压器是E型磁芯结构。由于完全利用变压器漏感与负载谐振，变压器输出电压就是谐振电压，将达到10～30kV，在品质因素较高的情况下，变压器的变比可以相对减小。