【摘 要】
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高频高压电源近年来在工业领域、医疗领域、航天领域等高精度高可靠度需求场景中得到了广泛的应用,并且随着不断发展的电力电子技术研究,进一步推动了高频高压电源及其控制单元的小型化和智能化进程发展。谐振变换器作为高压电源供能实现的重要部分,其拓扑结构选择和谐振元件参数设计的优劣将直接关系到高压电源的工作效率和可靠程度。本文从谐振变换器类型选择入手,结合不同工作模态下的谐振变换器数学表达分析,对并联谐振变换
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高频高压电源近年来在工业领域、医疗领域、航天领域等高精度高可靠度需求场景中得到了广泛的应用,并且随着不断发展的电力电子技术研究,进一步推动了高频高压电源及其控制单元的小型化和智能化进程发展。谐振变换器作为高压电源供能实现的重要部分,其拓扑结构选择和谐振元件参数设计的优劣将直接关系到高压电源的工作效率和可靠程度。本文从谐振变换器类型选择入手,结合不同工作模态下的谐振变换器数学表达分析,对并联谐振变换器建模方式以及参数设计开展研究,其具体内容主要如下:（1）拓扑结构适用性分析。通过对二阶串联谐振变换器和二阶并联谐振变换器差异拓扑结构下的工作原理及工作模态分析,挖掘两者在谐振回路状态、谐振电压变化、谐振电流变化等方面的差异,最后基于电压输出增益范围确定选用并联谐振变换器作为高压直流电源的谐振拓扑。（2）并联谐振变换器的建模方式和参数设计。首先根据状态空间法对并联谐振变换器工作原理进行数学描述,并根据能量守恒原则推导DCM状态下的谐振元件参数设计表达式,进一步结合并联谐振变换器在四种工作模态（DCM、CCM1、CCM2、CCM3）下的谐振波形走势和关键参数的数学表达,进一步完善了并联谐振变换器参数设计需考虑的应用场景和设计需求。（3）高压直流电源介绍及实验验证。首先对高压直流电源的升压变压器、整流电路、采样电路进行介绍,然后基于并联谐振变换器谐振元件参数设计结果,搭建了并联谐振高压电源实验平台,并在DCM工作状态,验证谐振电流、谐振电压的实际波形走势同设计参考的误差状态,最终通过实验确认了本文设计方法的有效性。
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