基于軟開關的電子輻照高壓電源設計

　　2.3 高壓變壓器的設計

　　電源輸出電壓較高，高頻高壓變壓器的次級采用了多級倍壓電路的方式，以降低高頻開關變壓器的變比。但高壓變壓器仍然是高壓電源中關鍵的部件。高壓變壓器的設計重點是如何減少分布電容和保證高壓絕緣，基于上述考慮，初級繞組排列分布如下。

　　為了減少高壓繞組和低壓繞組之間的分布電容，確保高壓繞組和低壓繞組之間的絕緣，需要將原邊繞組繞制在矩形鐵心的一邊，副邊繞組繞制在矩形鐵心的另一邊，并留足原、副邊間的距離，最后用環氧樹脂灌注作為主絕緣。

　　為了減少高壓繞組的分布電容，需要采用副邊繞組分段繞制方法，由多個繞組串接而成。

　　為確保副邊繞組和鐵心間的高壓絕緣和次級繞組層間絕緣，均采用杜邦公司生產的聚芳纖維紙和環氧樹脂注料的復合介質絕緣。

　　副邊繞組起端為低電位，離鐵心端空距離較小，而副邊繞組末端為高電位，需留足鐵心端的絕緣距離，最后用環氧樹脂灌注作絕緣。

　　繞組排列分布示意圖如圖7所示。

　　2.4 變換器控制電路和電源控顯電路

　　變換器控制電路主要為電源的兩路開關功率變換器提供控制信號和保護信號。其主要特點為，前級的BUCK預穩變換電路需要的PWM脈寬，與后級串聯諧振變換的PFM的頻率相關，在同一個電壓設置信號基礎上生成各自的所需信號。這樣就保證了輸出電壓連續可調的要求，同時保證在額定負載工作條件下，兩級變換器都處于最佳的工程設計值，減少了變換器不應有的電壓、電流應力，有利于電源的穩定工作。

　　在變換器的保護功能方面增加了一次過壓、二次過壓、變換器過流等故障檢測。當一次過壓發生時電源處于間斷工作狀態，過壓故障消失后，電源自動恢復工作。當二次過壓發生時，電源直接停止工作，鎖定故障狀態，給出故障指示，直到電源復位后重新開機方可正常工作。

　　電源控顯電路主要是完成整個電源的工作時序的控制、輸出電壓檢測指示以及高壓電源必要的人身安全性的保護措施。電路采用了單片機作為核心控制器件。通過高精度的A/D變換器將輸出電源取樣信號轉換成數字量，通過四位數碼顯示器作為本地指示。面板按鈕信號通過單片機控制的程序實現本地的電源開、關機時序控制和本地的電源輸出電壓的設定。

　　3 結語

　　整個電源經調試后目前已交付，與整個生物輻照工程裝置運行使用。輸出電壓特性滿足了加速管的工作需求。