串并联谐振高压脉冲电容充电电源的闭环控制

根据实验数据记录得图6b所示闭环后Uo、充电电流Io和输出功率Po曲线，Po最大1．2 kW，在达到1．2 kW前Io基本恒定，充电到接近7 kV时Io改为小电流，Po下降。实验效果理想。
采用闭环控制后，可实现1．2 kW恒功率输出，原设计的3 kW电源系统主电路参数均可减小，从而减小变压器、滤波元件、开关管等体积和重量，在设计其他电源时可减小电路功率等级，对电源的小型化和减轻重量有重要意义。
需注意的是，闭环控制调节开关频率时，开关频率有一个限制范围，需保证满足IGBT的软开关。通过观察恒频控制时各个充电阶段的谐振周期，判断出谐振周期的变化范围，根据此变化范围来确定开关周期的变化范围，使开关周期大于2倍谐振周期，实现软开关。
通过实验发现，恒频控制时充电后期谐振周期缩小到35μs，谐振正半周时间变化较小(分布电容较小)，故末期开关周期必须大于70μs，导通时间大于25μs，取开关周期最小为72 μs，导通时间最小为26μs(导通时间不变)，在PI控制过程中需要满足此限制，故系统需要既调节开关频率，又调节占空比。开关周期的最大限制可在满足应用的条件下选择合适的值。
图6c示出采用闭环控制后充电到6 kV时的iL和Uo，由图中iL波形可见充电到6 kV时，谐振电流仍为断续，谐振正半周大概25μs，满足软开关。

6 结论
实际的LC串联谐振电容充电电源都是LCC串并联谐振，采用闭环控制策略可改善LCC串并联谐振电路的性能，提高充电速度及电源利用率，降低电源功率等级，减小电源的体积和重量，适合限制功率，要求小型化的场合。