目前，在科學(xué)技術(shù)水平不斷進步的推動下，國內(nèi)外對于高壓開關(guān)電源的研究取得了顯著的成果，基本上滿足了當前科研、裝備以及社會生產(chǎn)的需要。然而，隨著相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷發(fā)展，對高壓開關(guān)電源性能提出了更高的要求，其現(xiàn)階段面臨的主要難題是高頻、高壓以及大功率。

 

　　高壓電源面臨的主要技術(shù)問題分析

 

　?。ㄒ唬┌雽?dǎo)體器件

 

　　影響高壓開關(guān)電源性能的主要因素有主功率開關(guān)管的耐壓等級、開關(guān)速度、功率容量以及導(dǎo)通降壓等。除此之外，還有二極管的耐壓等級和反向恢復(fù)時間?？茖W(xué)技術(shù)水平的發(fā)展和進步，使高壓、大功率半導(dǎo)體器件在材質(zhì)和額定值方面獲得了突飛猛進的發(fā)展。但是，單個高壓功率開關(guān)器件的電壓等級往往無法滿足實際使用要求，這使得電源系統(tǒng)的電壓等級遭到了一定程度的限制。為獲取更高的電壓，就需要將更多的功率開關(guān)器件進行串聯(lián)。因半導(dǎo)體器件本身參數(shù)具有一定的離散性，當開通或是關(guān)斷的瞬間，串聯(lián)器件很難實現(xiàn)自動均壓，從而導(dǎo)致各個器件所承受的電壓全不相同，致使某些開關(guān)管會因為過電壓而損壞，這樣一來便會導(dǎo)致整個電源系統(tǒng)的可靠性降低。為此，必須增設(shè)相應(yīng)的輔助均壓電路，而這樣勢必會造成主電路的復(fù)雜程度增加，并且還對驅(qū)動信號的一致性要求非常高。所以，提高單個功率開關(guān)器件自身的電壓等級，對于提高高壓開關(guān)電源的電壓等級和可靠性非常重要。

 

　?。ǘ└哳l高壓變壓器

 

　　一直以來，國內(nèi)使用的高壓電源中，變壓器的工作環(huán)境都是在工頻狀態(tài)下，致使變壓器本身的體積較為龐大，設(shè)備相對比較笨重。隨著近些年來電力、電子技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，使得高壓開關(guān)電源逐漸向高頻化方向發(fā)展，電路當中高頻高壓變壓器的大量應(yīng)用，替代了中頻變壓器。當前，高壓電源高頻化發(fā)展的主要影響因素是高頻、高壓變壓器，具體體現(xiàn)在如下幾個方面上：

 

　　1.因高頻、高壓變壓器的整體體積縮小，與耐壓問題形成了非常鮮明的矛盾沖突。這里所指的耐壓問題主要包括高壓邊對原邊的耐壓、高壓邊端部的耐壓以及高壓邊對鐵芯的耐壓。由于變壓器自身體積的縮小，使得絕緣距離受到了一定的限制。此外，想要進一步提高絕緣就必須使高壓邊與原邊及對鐵芯的距離越大越好，這樣一來又會與降低漏感有相產(chǎn)生矛盾。

 

　　2.通常情況下，較高的輸出電壓對變壓器的變比要求也相對較高，而當變比較大時，勢必會導(dǎo)致變壓器的非線性增加，從而會使漏感與分布電容相應(yīng)增大，線路當中漏感的存在有可能引起電源關(guān)斷時出現(xiàn)浪涌電壓，這部分電壓容易使開關(guān)管損壞。由此可見，高壓變壓器的變比不能過高。

 

　　3.磁芯材料的性能。在高頻工作狀態(tài)下，磁芯材質(zhì)的性能對變壓器以及整個電源系統(tǒng)的性能都會產(chǎn)生出較大的影響。高頻、高壓變壓器采用的磁性材料應(yīng)當符合以下要求：較高的飽和磁通密度和居里溫度以及較低的功率損耗。無論控制驅(qū)動以及逆變電路的性能有多好，大多數(shù)高壓開關(guān)電源還都需要采用高頻、高壓變壓器進行升壓，并由此獲得所需要的高壓輸出，可見，變壓器的設(shè)計是高壓開關(guān)電源研制的關(guān)鍵之所在。

 

　　二、高性能大功率高壓電源的相關(guān)技術(shù)研究