[发明专利]一种高压电源功率变换电路

说明书

技术领域

本发明涉及高压电源领域，具体是一种高压电源功率变换电路。

背景技术

高压电源广泛应用于各类雷达、电子对抗、通信、导航等领域中，是当代国防装备和国民经济各部门都在使用的一类最重要的高压电源技术之一。功率变换是高压电源的核心组成部分，为高压电源的正常工作提供高达数千伏乃至数万伏的高压电压。功率变换电路的优劣无疑将直接影响到高压电源的工作指标和可靠性。

由于高压电源输出电压高，输出功率大，电压稳定度高，体积重量要求小，实现起来具有一定的难度。在早期设备中，使用电子管作为调整管，采用串联稳压技术设计高压电源，体积和重量都很大。自从开关电源出现后，由于开关电源在技术上的优点，高压电源逐渐采用开关电源技术实现，对高压电源功率变换技术的研究也势在必行。

功率变换电路是高压电源设计上的一大难点，因为功率变换中的高压储能电感器制作非常困难，必须将电感放置于低压侧，这样就限制了可使用的电路拓朴结构。目前高压电源的功率变换电路主要分为单级和双级两种，单级变换器中用于大功率输出的一般采用全桥变换器，这种变换器在高压电源的应用中存在两个问题，一个是高压储能电感的制作问题。由于电压很高，导致其体积很大，同时在工作时承受输出高压，导致电晕和飞弧，制作非常困难，解决办法就是增加体积，并且整体将电感油浸，带来的使用不方便。另外一个问题是开关管共通导致整个功率电路损坏的问题，虽然可以通过增加死区时间，防止误导通来解决，但是在恶劣情况下，还是无法避免共同现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压电源功率变换电路，以解决现有技术存在的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种高压电源功率变换电路，其特征在于：包括直流电压源Vin、降压转换器电路、全桥转换器、高压变压器、多个桥式倍压整流电路，直流电压源Vin的直流电压经降压转换器电路后变换为交流电流，交流电流经过全桥转换器后变换为正负方波电流，正负方波电流送入高压变压器的初级线圈，所述高压变压器具有多组次级线圈，多个桥式倍压整流电路一一对应接入高压变压器的次级线圈，且多个桥式倍压整流电路依次串联。

所述的一种高压电源功率变换电路，其特征在于：所述降压变换器电路包括场效应管Q5、二极管D5、电感L1，直流电压源Vin的正极与场效应管Q5的漏极连接，场效应管Q5的源极与电感L1一端连接，电感L1的另一端接入全桥转换器，二极管D5的阴极接入场效应管Q5源极与电感L1之间，二极管D5的阳极通过一个缓冲电路与直流电压源Vin负极连接，所述缓冲电路由二极管Dc、一端与二极管Dc阳极连接的电阻Rc、并接在二极管Dc阴极与电阻Rc另一端之间的电感L2构成，二极管D5阳极接入二极管Dc阴极与电感L2对应端之间，直流电压源Vin的负极接入电阻Rc与电感L2对应端之间；

所述全桥转换器由开关管Q1-Q4构成，开关管Q1的漏极与开关管Q3的漏极共接，开关管Q1的源极与开关管Q4的漏极连接，开关管Q3的源极与开关管Q2的漏极连接，开关管Q4的源极与开关管Q2的源极共接，降压变换器电路中电感L1的另一端接入开关管Q1与开关管Q3的漏极共接端，开关管Q4的源极与开关管Q2的源极共接端接入直流电压源Vin负极与缓冲电路之间；

所述高压变压器T初级线圈两端一一对应接入开关管Q1的源极与开关管Q4的漏极、开关管Q3的源极与开关管Q2的漏极之间，每个桥式倍压整流电路分别由两高压滤波电容、两高压整流二极管构成，其中两高压滤波电容连接在两相邻桥臂中、两高压整流二极管连接在另外两相邻桥臂中，且两高压整流二极管顺向连接，每个桥式倍压整流电路中两高压滤波电容连接端作为一个输入端接入对应的高压变压器次级线圈一端，每个桥式倍压整流电路中两高压整流二极管连接端作为另一个输入端接入对应的高压变压器T次级线圈另一端，每个桥式倍压整流电路中一个高压整流二极管阳极与一个高压滤波电容连接端作为负极输出端，每个桥式倍压整流电路中另一个高压整流二极管阴极与另一个高压滤波电容连接端作为正极输出端，多个桥式倍压整流电路通过正、负极输出端依次串联，且第一个桥式倍压整流电路负极输出端接出有输出线，最后一个桥式倍压整流电路正极输出端接地。

所述的一种高压电源功率变换电路，其特征在于：开关管Q1的源极与漏极之间接有滤波储能电容C1。

所述的一种高压电源功率变换电路，其特征在于：直流电压源Vin的正极还与一个二极管D8的阴极连接，二极管D8的阳极接入开关管Q1与开关管Q3的漏极共接端。