数字高压电源技术基本原理解析

电源技术，尤其是数字电源的技术发展，目前已经有了长足的进步。作为一种在工业、农业和医学领域被广泛应用的电源类型，数字高压电源能够将工频电网电能转变成特种形式电能并提供有效持续的能量传输。本文将针对这一电源技术的基本运行原理，展开简要介绍和分析。

在了解数字高压电源的运行原理之前，我们首先需要了解的传统高压电源的工作运行基础知识。传统的高压电源在正常工作的情况下，是将工频电压直接经高压变压器升压后整流滤波，或升压后再倍压整流后得到高压的，其基本的运行原理如下图图1所示：

 

图1传统高压电源示意图

从图1中我们可以看到，在传统的电源技术应用在该系统中后，升压变压器将会变为工频变压器来运行，由工频三相电经可控硅调压至工频高压变压器进行升压，利用高压硅堆整流后输出直流高压，采用工频移相交流调压的控制原理。这种技术的优点是控制原理比较成熟，控制方式功能也相对来说比较完善。但由于电源本身及控制原理的局限性，使得传统高压直流电源存在的体积大、设备重、效率低、精度低等弊端。

在了解了传统的高压电源运行原理后，我们再来看一下数字高压电源技术被应用到电源系统的设计中之后，为传统的高压电源研发带来了哪些变化。在最近几年中，随着电子电力技术的发展，新一代功率器件，如MOSFET、IGBT等的应用，高频逆变技术的逐步成熟，出现了数字高压电源，同传统高压电源相比较数字高压电源的突出特点是运行效率高、体积小、重量轻、反应快、储能少、设计和制造周期短。由于它的优越特性，现在已逐渐取代了传统的高压电源。图2给出了基于高频逆变的数字高压电源工作原理图。

 

图2基于高频逆变的高压电源示意图

从图2给出的高频逆变高压电源示意图中我们可以看到，在这种应用了最新电源技术的系统中，当其正常运行时，50/60Hz交流电首先通过整流得到相应的直流电，经高频逆变、高频变压器、整流器(倍压整流器)输出高压，通过负载电压反馈信号与指定电压信号比较，并进行误差信号的进一步处理产生IGBT功率开关管的PWM控制信号信号，利用闭环反馈实现输出电压的精确控制。这也就是目前应用最为广泛的数字高压电源系统的运行工作原理。