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随着功率半导体技术的发展和电力电子技术的进步,电力电子技术开始广泛应用于高压电源领域。应用电力电子技术的高压开关电源,工作频率大大的提高,可以显著的减小高压电源的重量和体积,提高电源的效率,同时还具有控制精度高、稳定度高、纹波低等优点,是今后高压电源发展的趋势。 脉冲阶梯调制(PSM)技术是将阶梯调制(SM)技术和脉宽调制(PWM)技术相结合,是高电压、大功率电源系统中一种重要的调制技术。基于脉冲阶梯调制(PSM)技术的高压开关电源具有电路拓扑简单,较易获得高输出电压、大输出功率,输出电压连续可调,系统可靠性高,效率高等众多优点。目前,脉冲阶梯调制(PSM)技术主要应用于高压直流电源系统中,其输出电压可以达到几十千伏至几百千伏,功率输出可以达到几百甚至上千千瓦。 基于脉冲阶梯调制(PSM)技术的高压开关电源由一系列开关模块单元串联组成,文中对其电路拓扑和工作原理进行了详细的介绍和分析,说明其输出电压波形为阶梯波和PWM波的叠加,在相同的参数下,此电路拓扑需要较小的输出滤波电感,对提高系统的动态性能具有重要意义。文中基于MATLAB/SIMULINK的仿真环境,对系统的控制方法进行了仿真研究,分析了系统在不同调制器形式下的动态特性。文章最后,采用四组开关模块单元串联,通过实验对脉冲阶梯调制(PSM)技术的基本原理进行了实验验证。