一种基于全桥LCL谐振变换器的行波管高压电源研究

张国兵 柳拓鹏

（中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽 合肥230000）

0 引言

高压电源是行波管发射机的核心部件，高压电源供给行波管的阴极和收集极所需要的直流高压，它的稳定性和纹波水平对发射机输出射频信号的频谱有重要的影响，并对发射机的体积、重量、绝缘有着至关重要的作用［1］。高压电源的性能直接决定了发射机的稳定性、可靠性及性能指标［2］。

谐振型变换器使用变压器的分布参数参与电路谐振过程，能减小电路分布参数的影响。其中零电压谐振变换器因具有小的开关损耗、小的开关应力和开关噪声，应用在高频变换电路中可以明显减小变换器的体积与重量［3］。同时谐振变换器在开关管关断期间，回路的电压谐振可以形成反向电压，在变压器次级产生负极性电压，使倍压电路工作，同时可以使铁芯复磁。因此，其以结构简单、易实现、抗不平衡能力强等优点而广泛应用于高压电源中。

1 全桥LCL谐振变换器工作原理

LCL谐振移相全桥PWM ZVS变换器的基本拓扑结构如图1所示。其电路结构与普通双极性PWM 变换器类似，S11和S21组成超前桥臂，S12和S22组成滞后桥臂。Lr是谐振电感，Cr为谐振电容。变压器原边增加了并联电感Ls，这是LCL谐振变换器与普通双极性全桥变换器的主要区别。S11和S21分别超前S12和S22一个相位，即移相角，通过调节移相角的大小，调节输出电压。V1～V4是整流二极管，C1为滤波电容。

变换器的主要工作波形如图1所示。变换器一个周期内分为8个工作过程［4］。……