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脉冲功率系统中能量回收电路的改进

李伟

李伟. 脉冲功率系统中能量回收电路的改进[J]. 强激光与粒子束, 2019, 31: 055001. doi: 10.11884/HPLPB201931.180359
引用本文: 李伟. 脉冲功率系统中能量回收电路的改进[J]. 强激光与粒子束, 2019, 31: 055001. doi: 10.11884/HPLPB201931.180359
Li Wei. Improvement of energy recovery circuit in pulsed power system[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2019, 31: 055001. doi: 10.11884/HPLPB201931.180359
Citation: Li Wei. Improvement of energy recovery circuit in pulsed power system[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2019, 31: 055001. doi: 10.11884/HPLPB201931.180359

脉冲功率系统中能量回收电路的改进

doi: 10.11884/HPLPB201931.180359
详细信息
    作者简介:

    李伟(1987—), 男,博士,从事高效率高功率密度电源的研究; liwei_chengdu@163.com

  • 中图分类号: TN86

Improvement of energy recovery circuit in pulsed power system

  • 摘要: 串联型能量回收电路从电路结构上保证了异常条件下脉冲功率系统中充电电源的安全,但恒流充电电源经回收电感向储能电容充电时会引起回收电路的振荡,不仅会造成充电电源输出过压和回收电感损耗增加,还会导致充电电压一致性明显变差等问题。在分析了回收电路振荡特性的基础上,提出了在回收电感两端并接旁路开关和双路充电输入的电路结构以及相应的充电控制方法,不仅可以抑制回路振荡从而提高充电一致性,还可以消除回收电感和旁路开关的不必要损耗且控制方法也简单通用。对包含有串接型回收电路的600 V/400 A充电系统进行了电路仿真和实验验证,实验结果表明:在600 V重频条件下,回收电路的改进方案可将储能电容电压的充电一致性偏差由10 V降低到2.6 V,对应的相对偏差由1.7%降低到0.5%以内。
  • 图  1  采用不同类型回收电路的脉冲功率系统电路示意图

    Figure  1.  Schematic diagram of pulse power system circuits with different types of recovery circuit

    图  2  串联型回收电路的简化电路和工作波形示意图

    Figure  2.  Simplified circuit and waveform diagram of series type recovery circuit

    图  3  改进方案1的电路结构和工作波形示意图

    Figure  3.  Schematic diagram of circuit structure and working waveform of improved scheme 1

    图  4  改进方案2的电路结构和工作波形示意图

    Figure  4.  Schematic diagram of circuit structure and working waveform of improved scheme 2

    图  5  改进方案3的电路结构和工作波形示意图

    Figure  5.  Schematic diagram of circuit structure and working waveform of improved scheme 3

    图  6  回收电路不同方案下的电路仿真波形

    Figure  6.  Circuit simulation waveforms under different schemes of recovery circuit

    图  7  旁路开关有效性测试结果

    Figure  7.  Test results of bypass switch effectiveness

    图  8  重频时储能电容器电压一致性测试结果

    Figure  8.  Test results of voltage consistency on load capacitors at pulse repetition condition

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出版历程
  • 收稿日期:  2018-12-11
  • 修回日期:  2019-03-20
  • 刊出日期:  2019-05-15

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