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高压直流电源广泛应用于电力系统、工业、医疗、科研、国防军事等领域,随着各行业技术的发展,对高压电源的性能指标不断提出新的、更高的要求。传统的工频电源很难满足这些要求,高频DC-AC-DC技术已成为目前直流高压电源的发展趋势,随着DC-AC-DC变流的高频化,在工频变流中可以忽略的电路分布参数,将会对高频变流器产生严重的影响和危害。 本文围绕高压电源中的分布参数进行研究,首先介绍了高频高压电源的工作原理,讨论了高压电源各个环节的作用及特点,并对各环节中的分布参数对电源的影响进行了简要的分析,其中高频变流器分布参数是影响高压电源的关键环节。其次,根据电磁场理论分析了高压变压器分布参数产生的机理,得出符合高压变压器特性的电路等效模型,并根据高压变压器的结构,采用解析法对分布电容和漏感进行理论推导与分析,得出分布电容和漏感与结构参数的函数关系,然后根据性能指标要求,进行60kV/60kW高压变压器的结构设计及其分布电容和漏感的计算,并通过电磁场分析软件验证计算结果。根据电工理论分析电阻、电感、电容对高频DC-AC-DC变流器负载的影响,并进一步分析变压器分布参数对等效负载、DC-AC环节、AC-DC环节以及电源性能指标的影响,得出了分布参数影响高频变流器等效负载的频率特性,并由于在高频条件下分布电容和漏感的谐振,使高压硅堆承受方向过电压,分布电容导致过大空载电流,将导致很大的空载电流甚至大于负载电流。最后,分析降低变压器分布电容和漏感的影响的方法和措施,在变压器结果不变的条件下,采用改变线圈的绕制和连接方法,可使变压器的分布参数得到一定的降低,由于绝缘材料和空间、绕组匝数和变比、磁芯材料等因素的制约,高压变压器的分布参数无法消除。根据DC-AC-DC变流器电路的特性,分析了将高压变压器的分布电容和漏感视作电路元件直接参与LCC谐振的电路工作过程,通过OrCAD仿真软件验证了利用分布参数作为谐振元件可以实现高频DC-AC-DC变流器开关的零电压ZVS或零电流ZCS关断和开通,既可消除变压器分布电容和漏感对变流开关器件的危害,更能显著降低变流器的开关损耗,提高直流高压电源的效率。