5 000 W高压大功率电源的设计

顾炳林  陈  勇  何承基

在许多领域中都要用到高压直流电源，特别是应用于行波管进行微波放大，用于干扰电波或卫星通讯的发射。5 kW高压大功率电源是为某行波管收集极提供能源而设计的，该电源的直流输出高压为6.5 kV，最大输出电流为800 mA，输出功率达到5 kW。为了满足行波管对高压电源的功率、纹波、稳定性等指标的要求，在设计中采用了开关电源设计技术。

该电源包括低压模块和高压模块。低压模块由输入整流、滤波电路、全桥逆变器、控制驱动电路和辅助电源组成。高压模块由高压变压器、高压整流滤波模块和采样电路组成，为了便于工程的实现，高压模块采用了高压部分串联的功率合成技术。5 kW高压大功率电源的实现框图如1所示。

全桥逆变器由两个半桥IGBT模块组成，安装在带有风扇的散热器上；移相控制信号由UC1875产生，用EXB841专用驱动器驱动IGBT；为了降低分布电容和漏感，高压变压器采用分层绕制，初级在外层，次级在里层，单个变压器的变比为1:5。在高压整流电路中，运用模块化技术，采用反向压降低的整流二极管，解决了整流二极管反向压降越高，损耗越大的难题，提高了大功率高压整流电路的工作可靠性。在模拟功率负载为8.1 kΩ时，用高压探头测得直流高压输出波形。