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高频高压电源在航空航天,工业静电除尘,X射线仪器,军工武器等行业应用需求广泛。电源的高压化带来了相对较大的变压器分布参数,使电路工作特性复杂化,提高了系统的设计难度,同时也对系统的安全性提出更高的要求;而其高频化带来了大量开关损耗,减小了工作效率,与此同时伴随的电磁干扰问题严重影响了系统的可靠工作。为此需要设计良好的高频高压电源控制系统,以解决高频高压电源存在的诸多问题。 本研究主要内容包括:⑴分析了高频高压电源拓扑结构,建立了LCC串并联谐振逆变电路数学模型,在对其工作过程理论分析的基础上,通过数学分析推导出了主要参数变量的数学表达公式,给出了软开关的实现条件。针对高频高压电源系统启动时的浪涌冲击问题,设计了数字化启动电路,对系统进行启动保护。⑵对高频高压电源控制电路进行了软硬件设计,主要包括PWM电路设计、采样电路设计和系统的控制流程及其保护措施。通过DSP输出PWM调制信号,外接驱动电路,可以灵活控制IGBT开光管的开通关断。对系统关键电压电流信号进行数据采集,为系统的安全可靠动作提供基础。在硬件电路设计的基础上,提出了一套系统软件控制策略,以保证高频高压电源安全可靠的运行工作。⑶基于高频高压电源的串并联谐振电路模型,对其调压特性进行数学建模和仿真分析,得出了在不同负载下的调频调压特性规律,并提出了一种可以实现系统调压的谐振电路参数设计方法,最后通过仿真实验验证了该方法的有效性和实用性。