多阶平衡式Cockcroft-Walton电路的等效模型与输出特性

基于电路的输出效果,采用电荷转移原理阐述平衡式Cockcroft-Walton(C-W)倍压电路较为复杂的物理过程,将电路中二极管的非线性导通特性等效为周期性线性导通的数学解析模型,推导了表征其输出特性的纹波电压和带载输出电压的理论输出表达式。采用仿真软件对比了基本式和平衡式C-W电路的输出特性曲线,结果表明平衡式拓扑结构的纹波大小约为基本式拓扑结构的8%。同时建立的多阶平衡式C-W电路纹波电压理论模型计算值略低于电路软件仿真值,带载输出电压的理论模型计算值与仿真值的相对误差低于10%。

改进型Cockcroft-Walton单级高电压增益逆变电路

为提高变换器电压增益和效率,提出一种带有耦合电感的改进型Cockcroft-Walton单级高电压增益逆变器。在传统电压源逆变器的基础上,加入由耦合电感和改进型Cockcroft-Walton升压单元组成的阻抗网络,并利用SVPWM控制方式进行逆变。所提出的改进型Cockcroft-Walton单级高电压增益逆变器降低了耦合电感匝比,一个逆变周期中,利用较小的直通占空比和较大的调制指数获得高质量的输出波形。实验室设计的700 W样机对所提电路进行相关性能检测,结果可知理论分析、仿真研究和实验结果完全一致,验证了所提变换器的有效性和实用性。

分布电容及倍压电路输出电压研究

X射线管在工作时需要高压电源进行供电,其高压是通过多级倍压电路来产生的,其中最常见的是半波Cockcroft-Walton倍压整流电路。在HWCW倍压整流电路结构下,对不同电容分布所产生的阻抗大小进行对比,同时又对结构相同且电容分布相同的对称倍压整流电路进行对比。实验结果表明,对称式倍压整流电路的阻抗最小,即每级倍压整流单元均采用同容值电容,其输出阻抗比其他结构可以降低2倍以上且输出电压最高,对该理论的正确性也进行了相关的仿真验证研究。

基于双电源输入的高压电源设计

设计了低成本小型化的高压电源,先基于电感完成初步升压,并把直流输入变成交流脉冲电压,再把该交流电压倍压,进而得到期望的高压.详细地分析了电路的升压原理和过程,并给出了主要元件参量的参考计算公式.该电路在升压过程中,用电感和倍压电路作为主要升压模块,无变压器,电路结构简洁、系统稳定、易实现,且升压幅度大.

随钻中子测井仪中高压直流电源的研制

He3管探测器是随钻中子孔隙度测量系统的关键部件,工作时需要高压直流电源激励,要求高压直流电源耐高温,功耗小、纹波小,在高温时能稳定的运行,电压输出不会出现波动。基于Cockcroft倍压电路原理设计了高压直流电源,在不同环境温度下进行了性能测试、中子灵敏度测试、坪区特性测试等,该高压直流电源满足随钻中子测井仪He3管探测器的工作需求。