高压电容器充电电源的研制
精密高压稳压电源的研究与设计
如 图 ｌ 示 。２ 工 频 电 压 经 稳 压 变 压 器 交 流 预 稳 压 所 ２ ０Ｖ
后 ， 给 电 源 系 统 各 单 元 电 路 交 流 供 电 。稳 压 变 压 器 具 有 交 再
收 稿 日期 ：０ １ ０ — ４ ２ １－ ５ ２ 稿 件 编 号 ：０ １ ５ ９ ２ １０ ０ ９
由 于 正 弦 振 荡 器 输 出不 存 在 尖 峰 脉 冲 。 以 有 效 地 降低 了 输 所 出纹 波 。振 荡 器 的 振 荡 频 率 越 高 ， 出纹 波越 小 ， 且 便 于 升 输 并
压 变 压 器 的 小 型 化 设 计 ，在 兼 顾 振 荡 频 率 稳 定 的 情 况 下 ， 振 荡频 率设 计 为 ５ｋ 。 Ｈｚ
可 靠 ， 电子 束 曝 光 机 制 版 精 度 的 提 高 提 供 了 必 备 条 件 。 为
１ 电 源 系 统 总体 设 计 方 案
该 电 源 系统 总体 设 计 原 理 框 图如 图 １所 示 ， 主 要 特 点 其 如下所 述。
１ ． 采 用 交 流 稳 压 器 进 行 前 级 交 流 预 稳 １
式 中 ： ＝ ： ， 微 分 时 间 常 数 ； ＝ 尺 ＋ ：Ｃ， 积 分 时 Ｃ 是 （ Ｒ ） 是 间 常数 。
Ｒ１
图 ３ 分 散 补 偿 网络 结 构
Ｆ ｇ Ｎｅ ｗ ｒ ｆ ｄ ｓ ｅｓ ｄ ｃ ｍｐ ｎ ａ ｉｎ ｉ ．３ ｔ ｏ ｋ ｏ ｉｐ ｒ ｅ ｏ ｅ ｓ ｔｏ
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图 １ ３ Ｖ 精 密 高 压 电源 原 理 框 图 ０ｋ
高效紧凑的高压脉冲电容器恒流充电电源
振频 率 。而如果 用并联谐 振 变换器对 电容充 电， 载 电容 等效 到 变 压器 初级 后 与谐 振 电容 并 负
联 ， 振频 率会 随着连 接在 Ｃ Ｐ 谐 Ｃ Ｓ输 出端的负 载电容 的变化 而迅速 变化口 。 ］ （ ） 中 电流 由两个 正 弦波组成 。如果 开关 Ｓ １式 ２和 Ｓ ４导通 时 间足够 ， 导通 时 间 内 ， 弦 在 正 谐振 电流就 会衰减 到零 。故 只要 开关 频率低 于谐 振频 率 ， 能实 现零 电流 切换 。为 保证 实现 就
移 和存在 非零 电流关 断 的现象 。在本 电源研 制 中 ， Ｃ Ｐ 对 Ｃ Ｓ不 足之 处进 行 了改进 ， 显著 降低 了
导通 、 关断时变换器开关的损耗 ， 提高了系统的效率 。由于要求 Ｃ Ｐ Ｃ Ｓ高效紧凑 ， 文中详细介
绍 了提 高效率 的方式 。
２ 工 作 原 理
图 １是 Ｃ Ｐ Ｃ Ｓ的 串联谐 振开关 变换 器 电路 图 。 串联谐 振 变 换 器 由 Ｉ Ｔ（ 缘栅 双 极 晶 ＧＢ 绝
振 产生 一个 近似 于正 弦渡 的电流 ． 电流 的周期 在开关 Ｓ的接通 和断开 之 间 ， 当于 “ 电流” 相 零 时
维普资讯
第 １期
任青毅等 ： 高效 紧凑 的高压脉 冲电容器恒 流充电电源
开关 动作 。二极 管 Ｄ 只允 许定 向 的能量 传输 。 使振 荡 电流 第二 个周 期 不能 出现 ， 以消除 振荡
时 ， 换 器 电路 的完 整 工 作 周 期分 为 ４种 模 式［ 变 。 第 一种模 式 的等效 电路 如 图 ２所示 ， 时 Ｓ 此 ２和 Ｓ ４ 导通 ， 谐振 电流 Ｊ为正 。储 能电 容等 效 到变 压 器 的
初级为 ｃ 。 （ ） Ｉ ｔ 为折合初级 回路上储能电容的 ｏ
高压脉冲电容的工作原理
高压脉冲电容的工作原理
高压脉冲电容是一种电子元件，能够存储和释放高压脉冲电荷。
其工作原理如下：
1. 充电阶段：当高压脉冲电容处于未充电状态时，通过电源将电容的两个极板接入，形成电路闭合。
此时，电子开始从电源的负极板流向电容，聚集在电容的正极板上，逐渐充电。
由于电容的特殊设计和材料选择，能够承受较高的电压。
2. 储存阶段：当电容充满电荷后，电流停止流动，电容器变为储存电荷的状态。
在此状态下，电容器能够存储高压脉冲电荷，并保持电荷的稳定性，不会发生电流的泄漏。
3. 放电阶段：当需要释放电容的电荷时，通过激活电路，将电容的两个极板断开连接。
这时，电荷会从正极板流动到负极板，在电路中形成电流。
由于电容储存的是高压脉冲电荷，放电的过程会导致电流的迅速增大，并产生较高的电压脉冲。
开关电源设计：高压电容器充电变简单了
开关电源设计：高压电容器充电变简单了设计一个高达kV的高压电容器充电器或电源不是一件小事。
采用通用反激式PWM 控制器的分立式解决方案需要光耦合器，还要具备监视、状态指示和保护功能，这就要很多电路，增加了设计复杂性。
尤为重要的是要避免输入过流，这种情况在发生在接通时会被误认为是短路的容性负载所引发。
还必需确保该类型的转换器只有输入电压在安全工作范围之内时才接通，从而保持长期可靠性。
专业高压闪光灯系统、安全控制系统、脉冲雷达、汽车安全气囊发射、应急频闪灯、安全/存货控制系统和雷管等都需要在一个电容器的两端产生一个高电压。
怎样设计一个可靠性、成本、安全性、尺寸和性能都优秀的高压电源就是设计师必需应对的主要障碍。
不过，凌力尔特公司最近推出的LT3751 极大地简化了这一问题。
LT3751是全功能反激式控制器，用来对大型电容器迅速充电到1000V，是之前推出的LT3750的第二代版本。
其增加的功能包括从变压器的主或副端检测输出电压，接受更高的输入电压，同时具有更高的可编程性和更多保护功能。
LT3751驱动一个外部N沟道MOSFET，可以在不到1s的时间内将一个1000μF的电容充到500V。
此外，它还可以为主端输出电压检测而配置，无须光耦合器。
对于更低噪声和更严格的输出调节应用而言，一个为输出电压分压的电阻分压器网络可以用来调节输出，从而使该器件非常适合满足高压电源的要求。
同时，可调变压器匝数比和两个外部电阻使输出电压调整大为简化。
此外，LT3751还有一个通过串联电阻供电的内部60V并联稳压器，可以在 4.75～400V的输入电压范围内工作。
这允许最终用户接受一个极宽的输入电源范围，其VCC输入接受范围为5～24V。
基于TL494控制的脉冲式高压充电电源
４ Ｔ ４ ４在 高压 充 电 电源 系统 中 的具 体 应 用 Ｌ９
由于 ＴＬ ９ ４ ４脉宽调 制控制 芯片 的设计灵 活多样 ， 区时 间控 制 严 密可靠 ， 死 因此 适 用 于控 制双
管正 激式变 换器 ， 作为 各种大 功率开关 管 的脉 冲宽 度调 制控 制 器 （ ＷＭ） Ｐ 。根据 ＴＬ ９ ４ ４各 脚功 能 以及 双开关 管正 激 电路 控制原 理 ， ＴＬ ９ 将 ４ ４脉宽调制 控制 芯片外 围 电路设计 成 如图 ２ 示 。 所
容器 组 （ 量 ３肛 ） 容 Ｆ 充满 １ Ｖ高 压 。针对这 种指标 ， ５ｋ 研制 了主电路采 用双管 正激式 变换 器控制 技 术 的脉冲式 高压充 电电源 。在 各种开关 电源 的研制 中， 脉宽调 制器（ ＷＭ） Ｐ 的选 择 以及 驱动保护 电 路 的设计 是关键性 问题 。本 文 阐述 的脉 冲式 高压充 电 电源采用 的 脉宽 调制 器 ， 是美 国得克 萨斯 公 司研 制的双 端式脉 宽调制开关 稳压 集成 电路 Ｔ ４ ４ 它 可实 现双 端 推挽 式 、 桥式 和全 桥式 ３种 Ｌ ９， 半
电容 器 组 快 速 பைடு நூலகம் 电 。
关 键 词 ： Ｗ Ｍ ； 管 正 激 ； 动 电路 ； 冲 充 电 Ｐ 双 驱 脉
１ 引 言
某 研 究 项 目需 要 一 种 电源 ： 入 电压 为 ３ ０Ｖ 的 三 相 交 流 电 ， 小 于 ２ ０ｍｓ内 ， 高 压 脉 冲 电 输 ８ 在 ５ 对
摘 要 ： 绍 一 种 给 脉 冲 电容 器 组 快 速 充 电 的 脉 冲 式 高 压 充 电 电 源 。采 用 集 成 介
控 制 电 路 ＴＬ ９ （ Ｗ Ｍ） 为 电 源控 制 核 心 电路 ， 过 驱 动 模 块 ＥＸＢ ４ ４４ Ｐ 作 通 ８ １控 制 高压 绝
高压电容取能装置
高压电容取能装置1. 简介高压电容取能装置是一种能够将高压电容器中储存的电能通过合适的方式转化为可用能源的装置。
高压电容器通常用于存储大量的电能，但是由于高压电容器本身的特性，无法直接将其输出为电力供应。
因此，高压电容取能装置的设计和研发成为了一项重要的课题。
2. 高压电容器的特性高压电容器是一种能够储存大量电能的装置，其具有以下特性：•高电压：高压电容器通常具有较高的额定电压，可以在其内部储存大量的电能。
•大容量：高压电容器的容量通常较大，可以储存大量的电能。
•快速充放电：高压电容器具有较低的内阻，可以实现快速的充放电过程。
•长寿命：高压电容器的使用寿命较长，可以进行多次充放电循环。
3. 高压电容取能装置的工作原理高压电容取能装置的工作原理可以简单描述如下：1.充电：将高压电容器连接到合适的电源上，通过控制电路将电能输入到高压电容器中，使其充电。
2.存储：一旦高压电容器充满电能，取能装置会将充电电路断开，将高压电容器中的电能存储起来。
3.取能：当需要使用储存的电能时，取能装置会通过控制电路将储存的电能转化为所需的能源形式，如电力、热能等，供应给外部设备或系统。
4. 高压电容取能装置的应用领域高压电容取能装置具有广泛的应用领域，包括但不限于以下几个方面：•电力系统：高压电容取能装置可以用于电力系统中的储能装置，用于调节电力系统的稳定性和可靠性。
•交通运输：高压电容取能装置可以应用于电动汽车、混合动力汽车等交通工具中，提供动力支持和能量回收。
•新能源领域：高压电容取能装置可以用于太阳能、风能等新能源系统中，储存和调节能源供应。
•工业生产：高压电容取能装置可以用于工业生产中的能源回收和利用，提高能源利用效率。
5. 高压电容取能装置的优势和挑战5.1 优势•高效能储存：高压电容器可以储存大量的电能，具有高能量密度和高功率密度，能够快速充放电。
•长寿命：高压电容器具有较长的使用寿命，可以进行多次充放电循环。
串联谐振软开关高压充电电源仿真与设计
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｈｉ【ｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒ—ｃｈａｒｇｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｕｓｉｎｇ ａ ｓｅｒｉｅｓ—ｒｅｓｏｎａｎｔ ｗｉｔｈ ｓｏｆｔ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｉｓ ｓｔｕｄ—
ｉｅｄ ｔｈ ｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍ ｅｎｔａｌｌｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ． Ｔｈｅ ｓｅｒｉｅｓ— ｒｅｓｏｎａｎｔ
ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ ｔｈ ｅ ｍａｉｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ｉｓ ３２ ｋＨｚ，ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ ＩＧＢＴ ｓｗｉｔｃｈ ｉｓ １５ ｋＨ ｚ ａｎｄ ｔｈ ｅ ａｖｅｒａｇｅ ｃｈａｒｇｉｎｇ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｓ ２ Ａ ．Ａ ｓｉｎｅ ｗａｖｅ ｏｆ ｓｅｒｉｅｓ—ｒｅｓｏｎａｎｔ ｃｕｒｅｎｔ ｉｓ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｅｄ ｂｙ ａ ｓｔｅｐ — ｕｐ ｐｕｌｓｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｅｒ ａｎｄ ｃｏｍｍ ｕｔｅｄ ｂｙ ａ ＨＶ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ ｂｒｉｄｇｅ，ｔｈ ｅｎ ｃｈａｒｇｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈ ｅ ＨＶ ｐｕｌｓｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｒａｉｌｇｕｎｇ ｐｕｌｓｅ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈ ｅ ｄａｔａ ａｎ ｄ ｗａｖｅｆｏｒｍ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｆｒｏｍ ｔｅｓｔｓ ａｒｅ ｉｎ ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓａｔｉｓｆｉｅｓ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ． Ｋ ｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｃａｐａｃｉｔｏｒ— ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ；Ｓｅｒｉｅｓ Ｒｅｓｏｎａｎｔ；Ｐｕｌｓｅ Ｐｏｗｅｒ；Ｓｏｆｔ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ
一种基于ＭＭＣ_拓扑的高压电容器充电电源设计
第４２卷第４期２０２１年１２月火炮发射与控制学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＵＮＬＡＵＮＣＨ＆ＣＯＮＴＲＯＬＶｏｌ ４２Ｎｏ ４Ｄｅｃ ２０２１ＤＯＩ：１０．１９３２３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３ ６５２４．２０２１．０４．０１２一种基于ＭＭＣ拓扑的高压电容器充电电源设计张辰丰，栗保明（南京理工大学瞬态物理国家重点实验室，江苏南京 ２１００９４）摘 要：电磁轨道炮的连发技术需要给其供电的脉冲功率源连续快速充放电。
而这一过程的实现，需要对脉冲功率源中的高压电容器进行快速、可重复的充电操作，因此，充电电源的设计成为脉冲功率源系统设计过程中的重要一环，也是电磁轨道炮设计的一个组成部分。
基于级联式模块化多电平变换器这一电路拓扑，设计了一种模块化的高电压电容器的充电电源，将其充电过程划分成了恒流充电和恒功率充电两个阶段；并在此基础上进行了用于电压保持的浮充部分电路设计和基于能量平衡的ＭＭＣ半桥子模块间动态均压部分的控制设计。
基于设计结果，通过仿真计算得到了充电过程的电压和电流波形，并验证了模块化电路结构的动态均压特性。
关键词：模块化多电平换流器（ＭＭＣ）；直流充电；电容器充电电源；脉冲功率源中图分类号：ＴＪ３９９ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７３６５２４（２０２１）０４００６３０６收稿日期：２０２０１１２７作者简介：张辰丰（１９９６—），男，硕士研究生，主要从事脉冲功率源中的充电电源技术研究。
通信作者：栗保明（１９６６—），男，教授，博士生导师，主要从事电磁发射技术研究。
ＤｅｓｉｇｎｏｆａＨｉｇｈ ＶｏｌｔａｇｅＣａｐａｃｉｔｏｒＣｈａｒｇｉｎｇＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＢａｓｅｄｏｎＭｏｄｕｌａｒＭｕｌｔｉｌｅｖｅｌＣｏｎｖｅｒｔｅｒＴｏｐｏｌｏｇｙＺＨＡＮＧＣｈｅｎｆｅｎｇ，ＬＩＢａｏｍｉｎｇ（ＮａｔｉｏｎａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＴｒａｎｓｉｅｎｔＰｈｙｓｉｃｓ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９４，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｆｉｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｒａｉｌｇｕｎｒｅｑｕｉｒｅｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓａｎｄｒａｐｉｄｃｈａｒｇｉｎｇａｎｄｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇｏｆｔｈｅｐｕｌｓｅｄｐｏｗｅｒｓｏｕｒｃｅｓｕｐｐｌｙｉｎｇｐｏｗｅｒｔｏｉｔ．Ｔｈｅｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｉｓｐｒｏｃｅｓｓｒｅｑｕｉｒｅｓｆａｓｔａｎｄｒｅｐｅａｔａｂｌｅｃｈａｒｇｉｎｇｏｆｔｈｅｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅｃａｐａｃｉｔｏｒｉｎｔｈｅｐｕｌｓｅｐｏｗｅｒｓｏｕｒｃｅ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｃｈａｒｇｉｎｇｐｏｗｅｒｓｏｕｒｃｅｂｅｃｏｍｅｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒｔｏｆｔｈｅｐｕｌｓｅｐｏｗｅｒｓｏｕｒｃｅｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎｐｒｏｃｅｓｓ，ｗｈｉｃｈｉｓａｌｓｏａｎｉｎｔｅｇｒａｌｐａｒｔｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｒａｉｌｇｕｎｄｅｓｉｇｎ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｔｏｐｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅｃａｓｃａｄｅｄｍｏｄｕｌａｒｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ａｍｏｄｕｌａｒｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅｃａｐａｃｉｔｏｒｃｈａｒｇｉｎｇｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｗｉｔｈｔｈｅｃｈａｒｇｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｔｗｏｓｔａｇｅｓ：ｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔｃｈａｒｇｉｎｇａｎｄｃｏｎｓｔａｎｔｐｏｗｅｒｃｈａｒｇｉｎｇ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｉｓ，ｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｆｌｏａｔｉｎｇｃｈａｒｇｉｎｇｓｅｃｔｉｏｎｆｏｒｖｏｌｔａｇｅｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｖｏｌｔａｇｅｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎｓｅｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＭＭＣｈａｌｆ ｂｒｉｄｇｅｓｕｂ ｍｏｄｕｌｅｓｂａｓｅｄｏｎｅｎｅｒｇｙｂａｌａｎｃｅａｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅｖｏｌｔａｇｅａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｗａｖｅｆｏｒｍｓｏｆｔｈｅｃｈａｒｇｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ，ａｎｄｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｖｏｌｔａｇｅｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｍｏｄｕｌａｒｃｉｒｃｕｉｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｒｅｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｏｄｕｌａｒｍｕｌｔｉ ｌｅｖｅｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒ（ＭＭＣ）；ＤＣｃｈａｒｇｉｎｇ；ｃａｐａｃｉｔｏｒｃｈａｒｇｉｎｇｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ；ｐｕｌｓｅｄｐｏｗｅｒｓｏｕｒｃｅ 脉冲功率源是电磁发射过程的关键组成部分与能量来源，其主要储能器件为大容量高压电容火炮发射与控制学报第４２卷器。
高压电容放电方法
高压电容放电方法
高压电容放电方法有以下几种：
1. 短接放电法：将两极直接短接，使电容器内部的电荷通过短接路径快速释放。
这种方法简单方便，但可能会引起火花、火焰和声音等副作用。
2. 阻抗放电法：将电容器与特定电阻相连接，通过电阻的阻尼作用，使电容器内部的电荷慢慢释放。
这种方法可以控制放电速率，减少副作用，但需要特定的电阻设备。
3. 反向充电放电法：将电容器接入一个与其极性相反的电源，使电源电压逐渐降低到与电容器电压相等，从而实现电容器放电。
这种方法需要较长的充电时间，但可以控制放电速率。
4. 外部电阻放电法：通过外部电阻，限制电容器放电电流，使电容器电压逐渐降低，直到放电完成。
这种方法可根据需要选择不同的电阻值，控制放电速率。
需要注意的是，在高压电容放电时要注意安全，避免触电和火灾等危险。
在操作过程中，必须采取适当的安全措施，如穿戴绝缘手套、穿戴防静电服、使用安全工具等。
高压电源设计
高压电源设计摘要：高压电源是一种将低压电源转换为高电压的设备。
它在各种领域中被广泛应用，如工业、医疗、科研等。
本文将介绍高压电源的基本原理和常见的设计方法，包括电源拓扑结构、元器件选择、保护电路设计等。
通过合理的高压电源设计，可以提高系统的稳定性和可靠性。
1. 引言高压电源是将低电压信号转换为高电压信号的重要设备。
在很多应用中，如电子束设备、气体放电管、激光器等，都需要使用高压电源。
因此，高压电源的设计对于这些应用设备的正常工作非常重要。
本文将详细介绍高压电源的设计原理和常见的设计方法。
2. 高压电源的基本原理高压电源的基本原理是将直流或交流低压电源转换为高电压。
常见的高压电源拓扑结构有升压型、降压型和反激型等。
升压型高压电源通过变压器实现电压的升压，降压型高压电源通过变压器实现电压的降压，而反激型高压电源则通过共振电路实现电压的升压。
3. 高压电源的设计方法高压电源的设计需要考虑多个因素，如输出电压、输出电流、稳定性、效率等。
在设计过程中，需要选择合适的元器件，并合理布局电路板。
以下为高压电源设计的基本步骤：3.1 电压选择首先需要确定所需的输出电压。
根据应用需求和性能要求，选择合适的输出电压。
3.2 拓扑结构选择根据输出电压的要求和电路条件，选择合适的高压电源拓扑结构。
常见的高压电源拓扑结构有升压型、降压型和反激型等。
3.3 元器件选择根据电路拓扑结构和工作条件，选择适合的元器件。
包括变压器、电感、电容、二极管、晶体管等。
3.4 保护电路设计设计高压电源时，需要考虑过压、过流、过温等保护功能，以确保系统的安全和可靠性。
3.5 PCB布局合理布局电路板，考虑电子元器件之间的互相影响，提高系统的稳定性和可靠性。
4. 高压电源的应用高压电源广泛应用于各个领域，如工业、医疗、科研等。
在工业方面，高压电源可用于电泳、电镀、玻璃加工等生产过程。
在医疗领域，高压电源可用于X射线设备、化验仪器等。
在科研领域，高压电源可用于实验室设备、粒子加速器等。
高分子固体电容器研发制造方案(二)
高分子固体电容器研发制造方案一、实施背景随着科技的飞速发展，电子设备已经深入到生活的方方面面。
其中，电容器作为关键的电子元件，广泛应用于各种设备和系统中。
然而，传统的电容器在某些高频、高温或低温的环境下性能会受到影响，这限制了其应用范围。
为了解决这一问题，我们计划研发一种新型的高分子固体电容器。
二、工作原理高分子固体电容器的工作原理基于电化学原理，使用导电聚合物作为电极材料。
与传统电解电容器不同，它利用高分子材料的特性，具有更高的频率响应、更低的等效串联电阻和更高的能量密度。
其核心部分包括电极材料、电解质和隔膜。
电极材料负责储存电荷，电解质提供离子迁移的通道，而隔膜则防止两极直接接触形成短路。
三、实施计划步骤1.材料研发：选择具有高导电性、稳定性和耐温性的导电聚合物作为电极材料。
研究其合成方法、结构与性能的关系，以提高电容器的性能。
2.电解质设计：开发新型的电解质体系，要求具有高的离子电导率、稳定的化学性质和宽的工作温度范围。
3.制备工艺研究：优化制备工艺，包括电极和电解质层的制备、隔膜的制法等，以提高产品的良品率和一致性。
4.测试与表征：对新开发的材料和制备的电容器进行详细的测试和表征，包括电学性能、机械性能和环境适应性等。
5.应用研究：将高分子固体电容器应用于实际的电子设备中，测试其在实际环境下的性能表现。
四、适用范围高分子固体电容器因其优异的性能，可广泛应用于各类电子设备中，如手机、笔记本电脑、可穿戴设备等。
此外，由于其优良的耐温性能，它也可用于汽车电子、航空航天等领域。
五、创新要点1.材料创新：采用导电聚合物作为电极材料，其优良的电学性能和化学稳定性为高分子固体电容器的性能提供了保障。
2.工艺创新：通过优化制备工艺，提高了产品的良品率和一致性，降低了生产成本。
3.应用领域创新：将高分子固体电容器应用于手机、汽车电子等多个领域，拓宽了其应用范围。
六、预期效果预计通过本项目的实施，我们将实现以下预期效果：1.提高电容器的性能：通过优化材料和制备工艺，提高产品的各项性能指标，包括电学性能、机械性能和环境适应性等。
基于lcc谐振的高压充电电源研究与设计
基于lcc谐振的高压充电电源研究与设计近年来，随着高压充电技术的发展，LCC谐振的高压充电电源受到越来越多应用场合的青睐。
此类电源不仅可以提供更高的输出电压，而且具有高效率、低噪声、小体积、低价格等诸多优点，可以在工业、电子和日常生活等领域得到良好的应用。
为了更好地了解LCC谐振的高压充电电源，本文将首先对此类电源的原理进行简要介绍，然后对最新的研究结果进行详细阐述，最后针对存在的问题提出一些相关策略并进行设计。
首先，LCC谐振高压充电电源是一种采用LC振荡与变压器谐振相结合的电源系统，把高频压力变成低频高压输出，能够提供更高的输出电压。
它由变压器、振荡器和滤波器组成。
LCC谐振可以大大提高变压器的转换效率，改善变压器输出电压波动情况，减小电源输入功率，减少噪声和振动，从而实现输出电压的稳定。
随着技术的发展，LCC谐振的高压充电电源的研究成果越来越多，有的研究人员采用脉冲宽度调变的方法改进谐振电源的效率，并对其发电性能、电压调节率和最大输入电压等性能进行了改进；有的研究人员将传统的LCC电源改进成磁悬浮-多脉冲谐振电源，并通过分析、计算和仿真技术实现了磁悬浮-多脉冲谐振电源的实现；有的研究人员采用交叉谐振线路级改进传统LCC谐振电源，实现了高效率、低噪声、小体积和低价格等优点。
此外，在重新设计LCC谐振的高压充电电源时，可以采用智能控制策略来提高系统的可靠性和可管理性，减少谐振频率的波动，改善电源的功率因数，减少输出电压的波动性，并可以根据用户的需求实现电流的限流和电压的调节。
其次，应采取一些合理的结构设计、材料选择和参数设置等措施，以改善电源的发电性能、提高系统的效率、减少损耗、降低噪声，达到良好的使用效果。
综上所述，LCC谐振的高压充电电源具有高效率、低噪声、小体积、低价格等诸多优点，可以在工业、电子和日常生活等领域得到广泛应用。
为了更好地发挥它的优势，应采取有效的策略和设计，以实现更高的效率和更好的使用效果。
超级电容器研究进展
超级电容器研究进展XXX摘要：超级电容器是一种介于化学电池与普通电容器之间的新型储能装置。
本文主要介绍了超级电容器的原理、电极材料和电解质研究进展。
关键词：超级电容器电极材料电解质Research Progress of Super CapacitorAbstract：Super capacitor is a new energy storage device between battery and conventional capacitor. In this paper, super capacitor’s principle,research progress on electrode materials and electrolytes were introduced.Key Word: super capacitor electrode materials electrolytes1 引言超级电容器是最近几十年来，国内外发展起来的一种新型储能装置，又被称为电化学电容器。
超级电容器兼具有静电电容器和蓄电池二者优点。
它既具有普通静电电容器那样出色的放电功率，又具备蓄电池那样优良的储备电荷能力。
与普通静电电容器相比较，超级电容器具有法拉级别的超大电容、非常高的能量密度和较宽的工作温度区间[1-3]。
此外由于超级电容器材料无毒[4]、无需维护，有极长的循环充放电寿命,可作为一种绿色环保、性能优异的的储能装备在便携式仪器设备、数据记忆存储系统、电动汽车电源等[5]方面有着广泛的应用前景。
超级电容器从出现到成熟，经历漫长的发展过程。
当今世界，越来越多的科研机构和商业公司致力于超级电容器的研制与开发工作。
美国、日本、俄罗斯超级电容器界的三大巨头，其产品几乎占据了超级电容器市场的绝大部分。
与这些超级电容强国相比，我国超级电容器研发工作起步晚，发展快，如今已初具规模，并渐趋成熟，但仍存在一定差距。
2 超级电容器工作原理当前得到大家广泛认可的超级电容器的工作原理主要是双电层电容理论和法拉第准（假）电容理论。
自制电容升压电路图大全(五款自制电容升压电路原理图详解)
自制电容升压电路图大全（五款自制电容升压电路原理图详解）自制电容升压电路图方案（一）电路如下图所示集成电路IC1为定时器，输出频率由外围定时元件R2、C1确定，③脚输出的定时脉冲送至计数器IC2的时钟输入端。
IC2被连接成六分频电路，IC1输入至IC2CLK端的脉冲串被依次分配给IC2的Q0～Q5端。
三极管V1一V5用来分别对电容C3～C7充电，而三极管V6、V7则使已充电的C3～C7五只电容放电。
由于C3-C7上所充的电压相等，在放电输出端得到约为原充电电压5倍的直流电压。
本电路工作电压分别由两部分提供：IC1、IC2的工作电压为9V电压，其电流消耗极小；另一部分供C3～C7充电电压可为3~12V，在OUT端可得到约15-50v的直流电压，因此可根据需要选择相应的工作电压得到所需的输出电压。
在IC2从Q0～Q5端依次计数输出的过程中，V1～V5将依次被选通，电容C3～C7分别通过二极管D1～D5为其提供充电电流，依次对C3～C7充电。
当JC2计数输出至Q5端时，V6、V7均导通，电源通过V7的ce结与已充电的C3～C7上的电压相迭加，从而电路OUT端得到约为充电电压5倍的直流电压。
由于IC2每计数一个周期，电容C3，C7充、放电一次，电路OUT端输出一次脉冲，因此IC2连续输出时就可在OUT端得到连续的脉冲输出，经储能电容c8平滑滤波后，得到持续、稳定的直流电压。
由此可知，IC2的计数频率越高，则在OUT端得到的电压越平滑，因此可通过适当改变IC1的工作频率来提高OUT端的输出电压特性。
本电路为五倍压输出形式，但也可根据需要设置为2-8倍压形式，连接时可将IC2设置为2～8分频电路，通过各三极管分别对2～8只电容依次充电，并由最后一只三极管对各电容上电压进行放电，在OUT端得到任意倍压的电压输出。
当OUT端输出电压较高时，C3～C8的耐压也应相应提高，尤其是C8．以免击穿。
元件选择图中三极管V1～V5选用达林顿三极管为宜，电阻均为1／8W碳膜电阻，图中供lC工作的9V电压可由一只9V叠屡电池提供，倍压部分电压可由其它电源提供。
(完整)高压大功率脉冲电源的设计
1．绪论1.1论文的研究背景电源设备用以实现电能变换和功率传递，是一种技术含量高、知识面宽、更新换代快的产品。
现今已广泛应用到工业、能源、交通、运输、信息、航空、航天、航运、国防、教育、文化等领域。
在信息时代，上述各行各业都在迅猛地发展，发展的同时又对电源产业提出了更多更高的要求。
显然，电源技术的发展将带动相关技术的发展，而相关技术的发展反过来又推动了电源产业的发展。
当前在电源产业，占主导地位的产品有各种线性稳压电源、通讯用的AC／Dc开关电源、DC／DC开关电源、交流变频调速电源、电解电镀电源、高频逆变式整流焊接电源、中频感应加热电源、电力操作电源、正弦波逆变电源、大功率高频高压直流稳压电源、绿色照明电源、化学电源、UPS、可靠高效低污染的光伏逆变电源、风光互补型电源等。
而与电源相关的技术有高频变换技术、功率转换技术、数字化控制技术、全谐振高频软开关变换技术、同步整流技术、高度智能化技术、电磁兼容技术、功率因数校正技术、保护技术、并联均流控制技术、脉宽调制技术、变频调速技术、智能监测技术、智能化充电技术、微机控制技术、集成化技术、网络技术、各种形式的驱动技术和先进的工艺技术。
1.2脉冲电源的特点及发展动态脉冲电源是各种电源设备中比较特殊的一种，顾名思义，它的电压或电流波形为脉冲状。
按脉冲电源的输出特性分类，有高频、低频、单向、双向、高压、低压等不同的分类，具体选择怎样的输出电压、输出电流和开关频率，根据具体的应用场合而定。
按脉冲波形分，有矩形波、三角波、梯形波、锯齿波等多种形式，如图1．1所示。
图1．1各种脉冲波形由于矩形波具有较好的可控性和易操作性，所以这种波形的应用居多。
究其本质，脉冲电源实质上是一种通断的直流电源，它的基本工作原理是：首先经过慢储能，使初级能源具有足够的能量，然后向中间储能和脉冲成形系统放电(或流入能量)，能量经过储存、压缩、形成脉冲或转化等复杂过程之后，形成了脉冲电源。
高功率密度电容器充电电源
准时 ，系统就会 自 动停 止对其 充电，并断开充 电线路。这个时候，谐 振电流值可能不会立 即
变为零的状态 ，因此操作人员需要对 电路进行 缓冲 ，避免在这 期间电路遭到损坏 。在操作 中
Ｉ
高 压 赢 流 电 源
受其影响产生漂移故 障，电路参数 中的函数代
负载
表设备 放电所 需的时间，其参数会根据设备温 度、寿命 的变化 而变化 ，其放 电时 间也随之变
图２ ：谐 振 充 电 电源
系统 来说 ，系统在运 作时需要爆发 出短暂 的巨 ２ 谐 振 充 电设 备
大能量 ，其 能量 能迅速 的对 电容器进行充 电工 作，电容器 的重复频率 即其放 电的频率 ，其 中 包含 激光设 备发 出 的几 ｋ Ｈ ｚ频率 、大型 电容 器发 出的 ０ － ０ ｌ Ｈ ｚ频率 。当 电容器 释放完 其储 存的电源能量 ，需要及 时对其进行补充 电源 ，
的数值为 ２ Ｕ ０ 。
Ⅱ
结束 ，当 电容器进行放 电工作 时，电阻器将隔 离 电源与脉冲负载。该 技术操作 的优点在于其
与其 输出的电压为统一数值 时，充电模式 即将 结束，当电容器进行放 电工作 时，电阻器将隔 离电源与脉冲负载。该技术操作 的优点在于其 具有 简便性和可靠性 ， 并且不需要太高 的成本 ，
图２ 所示 的即谐振充 电 （ 电路 ） 设备 ，在
进行交流 电源的输送时候，变压器将 电压进行 升高 ，通过整 流，Ｃ ２对 其进 行滤波 ，直 流 电 压 Ｕ０形成 ，从而触 发 晶体管 Ｔｌ 的运 作 ，当 电流 通过 电管 Ｌ和 二极 管 Ｄｌ ，能量 有 ｃ ２输 送至 Ｃ１ ，其 电压 ｕ （ ｔ ）以及 电流 ｉ （ ｔ ） 的分别是 ：
基于lcc谐振的高压充电电源研究与设计
基于lcc谐振的高压充电电源研究与设计现代电力电子技术的快速发展为改善电能质量及提升电力系统能源利用率提供了重要手段，高压充电电源（HVCD）是其中的重要组成部分。
HVCD具有改善电能质量、节约能源和减少噪声的特点，为社会和经济发展提供了重要支持。
基于LCC谐振的高压充电电源的研究及设计，具有极端重要的意义。
首先，对充电电源的零源抖动、噪声低、输出稳定的要求极大。
LCC谐振技术能够有效满足这些要求，以提高电源的效率和质量，从而改善电能质量及提升电力系统能源利用率。
LCC谐振技术有效地提高了电源效率，减少了能量损失，并大大降低了输入电流的噪声，改善了输出电压的稳定性。
其次，在设计过程中，结构的正确选择对于提高电源的效率、准确度和稳定性至关重要。
因此，需要考虑变压器尺寸、回路参数、主要元件及结构等因素，精确设计LCC谐振电源，让其具备良好的动态和稳定性能，满足HVCD的关键要求。
再者，有效降低谐振电源的损耗和噪声非常重要。
可以采用低损耗元件和高效率控制技术，使电源损耗降至最低，噪声降到最低程度。
此外，在设计电路的同时，可以考虑采用合适的EMI滤波器，强化LCC谐振电源的电磁兼容性。
最后，在测试环节，可以综合考虑工作负荷、温度等多个因素，对谐振的特性进行全面评估，确保谐振电源的稳定性。
综上所述，LCC谐振技术对HVCD研究及设计具有重要意义，必须综合考虑电路结构、元件及控制技术等因素，提高效率、减少噪声、改善稳定性和电磁兼容性，才能实现高压充电电源技术的有效研究及设计。
本文结合实际情况，就基于LCC谐振的高压充电电源的研究及设计进行了较为详细的探讨，从而为实现高效的电能管理及精确的能源运用提供技术支持。
随着社会经济的进一步发展，高压充电电源的技术将会越来越受到重视，尤其是基于LCC谐振的高压充电电源，未来发展前景非常乐观。
未来，研究者可以继续深入研究LCC谐振技术，充分发挥它的优势，并开展大功率、高效率的HVCD的研究及开发，以期实现更高效的电能质量及更精确的电能利用。
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2010年增刊66高压电容器充电电源的研制李振超 宋耀东 陈启明（中国电子科技集团公司第二十七研究所，郑州 450005）摘要 为了满足电磁轨道发射系统中高压脉冲电容器组的快速充电需求，研制了一台采用串联谐振电路的高频-高压电容器充电电源。
该电源的输出电压15kV ，谐振频率32kHz ，平均充电功率为15kJ/s 。
介绍了其工作原理，并进行了设计实现和仿真分析。
实测数据，波形与设计指标一致。
实验证明该电源在小型化，可靠性等方面，满足设计指标和实验要求。
关键词：电容器充电电源；串联谐振；脉冲功率；软开关Development of High Voltage Capacitor Charging Power SupplyLi Zhenchao Song Yaodong Chen Qiming（The 27th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation, Zhengzhou 450005）Abstract To meet the requirements of fast charging for capacitors of the electromagnetic rail launching system, a series-resonant high-frequency high-voltage capacitor charging power supply (output voltage is 15kV, series-resonant frequency is 32kHz and output power is 15kJ/s) is developed. This Paper introduces the work principle, then designing and simulating the circuit. The data and waveform can be accord with design guidelines. Experimentation validates that the power supply achieves the requirements of design and experiment in the aspects of miniaturization and reliability ．Key words ：capacitor charging power supply ；series resonant ；pulse power ；soft switching1 引言近年来，电容储能型脉冲成形网络（PFN ：PulseForming Network ）被广泛应用于电磁发射、高能微波、激光核聚变、MARX 发生器、强粒子束等领域，高压电容器充电电源(CCPS ：Capacitor Charging Power Supply)研究也取得了很大的进展[1]。
目前，美国MAXWELL 实验室为其0.5MJ 脉冲功率系统研制的MAXWELL CCDS612高频串联谐振恒流充电电源，输入三相415V/50Hz 交流电，工作频率为50kHz ，采用脉宽调制（PWM ）控制，充电速率为6kJ/s ，充电时间为80s ；德国研制的70kW/24kV 高压电容器充电电源，主电路为高频串联谐振逆变拓扑结构，采用快速IGBT 开关，其充电速率为25kJ/s [2]；韩国研制的三相串联谐振软开关充电电源，其充电速率可达到35kJ/s [3]。
在目前研制的电磁轨道发射系统中，主要采用高压脉冲电容器组储能、放电，因此我们基于高压脉冲电容器的充电应用需求，仿真、设计、研制了一台软开关高压电容器充电电源，具有抗负载短路、恒流充电、体积小、控制简单等优点。
2 电路原理及工作特性串联谐振逆变电路原理如图1所示。
V in 为直流电源，VT 1~VT 4为IGBT 开关，L r 为谐振电感，C r 为谐振电容，C 0为被充电高压电容，T 为高压脉冲变压器， D 1~D 4为高压整流二极管。
在充电过程中，两组IGBT 开关VT 1和VT 4， VT 2和VT 3交替导通，完成一个开关周期，包括两个谐振周期[4]。
根据开关频率f s 与谐振频率f 0比值不同，串联谐振开关电源工作模式不同。
我们采用了谐振电流断续工作模式（DCM ：Discontinuous Conduction Mode ），及0/2s f f <时，谐振电流及输出电流波形如图2所示。
这种模式下谐振电流正弦化，具有零电流开通和关断的软开关特性，开关损耗大大降低；当负载短路时，谐振电流的正半周期可以经过负半周期全部返回电源，因此具有抗负载短路能力[5]。
此模式下平均输出电流0s in r 8I f V C =，在V in 、L r 、C r2010年增刊 67和f s 恒定的情况下，电源具有恒流输出特性，且效率最高，是高压脉冲电容器充电的理想选择[6]。
图 1 串联谐振逆变电路原理图图 2 DCM 模式谐振电流及充电电流波形3 设计及实现3.1 结构组成及控制设计该电源结构主要由三相整流滤波电路、串联谐振逆变电路、高压脉冲变压器、脉冲整流电路、控制模块、电流、电压监测及采集模块等组成，整体结构如图3所示。
K 1为紧急开关，K 2为软起动开关，Z 1为三相整流模块，Z 2为高压脉冲整流模块，L 1、C 1为滤波电感及电容，L r 、C r 为谐振电感及电容，R 1、R 2为分压电阻，T 为高频脉冲变压器，C 0为高压电容器。
图 3 高压充电电源结构图电源初级输入为380V/50Hz 三相交流电，三相整流模块为德国IXYS 的VUO 190-16NO7整流桥（耐压1600V/通流248A ）；考虑到谐振回路电流较大，设计了可以提高功率因数的LC 滤波电路[7]；主电路拓扑结构采用全桥串联谐振逆变电路；该电源的PWM 信号由Motorola 公司的谐振控制芯片MC33066供给，PWM 信号经过M57962AL 芯片整形后驱动IGBT 开关。
流程控制采用了Omron 公司的逻辑可编程器件（PLC:Program Logic Control ），型号为SYSMAC CPM2AH ，通过光电转换、光纤传输、RS-232C 端口与工控机进行通信。
工作时两组IGBT 开关设置为180度互补导通及关断，同一桥臂上的开关设置了死区时间用来防止直通。
当电压达到设定值时，控制电路自动切断开关驱动信号，停止充电。
3.2 谐振回路参数设计电源负载为4个1000µF 高压电容器组，最高充电电压15kV ，总储能450kJ ，充电电流平均值为2A ，充电时间约30s ，电源效率0.8η≥。
电源的平均功率为/15kW P E t ==。
最大功率在充电最后时刻，为max 15kV 2A =30kW P =×。
电源效率为0.8，则三相交流电源进线功率为in (max)30kW/0.837.5kW P ==，进线电流约为in 57A I ==，因此，紧急开关K 1和软启动交流接触器K 2的通流能力必须大于57A 。
三相整流桥和滤波电感L 1的电流有效值必须大于eff 37.5kW/500V=75A I =。
滤波电容C 1选取2只额定电压400V 、容量1000µF 的电解电容串联即可。
变压器的变比为15kV/500V 30n ==，充电电流为2A 时，则变压器初级平均电流为12A 30=60A I =×。
则充电开始谐振电流峰值为p 1in 0π 1.57//2I V I Z === 60A=94.2A ×。
当充电快结束时，谐振电流峰值约为两倍的I p ，因此IGBT 开关、谐振电感L r 、谐振电容C r 以及变压器初级绕组的通流能力至少大于200A 。
IGBT 开关频率设为15kHz ，采用DCM 模式（s 0/2f f <），则回路谐振频率取32kHz 。
初始谐振电流峰值取p 100A =I ，电压in 500V V =，谐振负载为Z 0，谐振回路公式为[8]0in p Z V I == （1）012f = （2）由公式（1）（2）可得谐振电感L r 和谐振电容C r 的值为r 25μH L = r 1μF C =谐振电感L r 的值较小，用足够粗的漆包线绕制成空心线圈即可；谐振电容C r 采用20只金属化膜电容，型号为941C12P22K （0.22µF/1200VDC ），两只串联为一路，然后十路并联组成。
3.3 IGBT 及驱动电路大功率IGBT 开关，具有开关速度快、频率高，2010年增刊68驱动控制简单，损耗较低等优点，被广泛应用于串联谐振充电电源[9]。
本电源全桥谐振软开关采用了两只SEMIKRON 公司的SKM 400GB 125D ，为耐压1200V 、电流400A 的双IGBT 模块，其内部电路原理和模块外形如图4所示。
在每个IGBT 模块两端并联了一个1.5µF/1200V 的金属化膜电容，用来缓冲和吸收因IGBT 快速关断而产生的尖峰电压，防止开关被击穿。
IGBT 驱动电路采用MITSUBISHI 的专用驱动模块M 57962AL 。
该模块具有绝缘强度高（2500V AC/ min ）、过流过压检测电路、采用双电源驱动保证IGBT 可靠通断、驱动功率大（可驱动600A/600V 或400A/1200V IGBT 模块）等优点。
图4 SKM 400GB 125D 内部电路及外形图3.4 高频脉冲变压器高频脉冲变压器是高压充电电源的关键部分，设计制造时应尽量减小它的漏感和寄生电容，否则将影响脉冲变压器的转换性能。
铁芯一般用高磁导率、高电阻率及低矫顽力的非晶态软磁合金或者软磁铁氧体材料制成。
经比较后，采用了电阻率高、涡流损耗小的铁基非晶磁芯，其峰值磁通密度1T B Δ=，磁心有效橫截面积2c 400mm A =，根据经典的变压器设计公式[8]1in p c /N V t BA =Δ （3）计算可得变压器初级线圈匝数N 1为20，变比30n =，则副边匝数N 2为600。
t p 为开关的脉冲宽度16.5µs ，V in 为输入直流电压500V 。
考虑直流损耗、电流趋肤效应和邻近效应及导线电流密度一般取4.5A/mm 2等因素，初级线圈导线直径或者铜带厚度具有最优化设计，直径太大或者太小均会使传输效率降低。
因此初级线圈采用多股高频铜导线（总直径6mm φ=）加绝缘薄膜单层绕制而成，次级线圈用四个线圈并排结构；这种设计有效减小了漏感及趋肤效应。