特種電源介紹及特種電源幾種類型

    特種電源即特殊種類的電源。所謂特殊主要是由于衡量電源的技術(shù)指標(biāo)要求不同于常用的電源，其主要是輸出電壓特別高，輸出電流特別大，或者對(duì)穩(wěn)定度、動(dòng)態(tài)響應(yīng)及紋波要求特別高，或者要求電源輸出的電壓或電流是脈沖或其它一些要求。這就使得在設(shè)計(jì)及生產(chǎn)此類電源時(shí)有比普通電源有更特殊甚至更嚴(yán)格的要求。特種電源一般是為特殊負(fù)載或場合要求而設(shè)計(jì)的，它的應(yīng)用十分廣泛。主要有：電鍍電解、陽極氧化、感應(yīng)加熱、醫(yī)療設(shè)備、電力操作、電力試驗(yàn)、環(huán)保除塵、空氣凈化、食品滅菌、激光紅外、光電顯示等。而在國防及軍事上，特種電源更有普通電源不可取代的用途，主要用于：雷達(dá)導(dǎo)航、高能物理、等離子體物理及核技術(shù)研究等。 

    特種電源的幾種類型 

    1）雷達(dá)發(fā)射機(jī)用的高壓電源 

    在現(xiàn)代雷達(dá)發(fā)射機(jī)中，用行波管(TWT)作為微波功率放大器件占有很大的比例,作為高功率部分，它的可靠性與技術(shù)指標(biāo)如何，對(duì)雷達(dá)發(fā)射機(jī)乃至整個(gè)雷達(dá)有著直接的影響。而支撐著行波管的高壓電源(系統(tǒng))更顯得至為重要。開關(guān)電源技術(shù)作為一種高頻、高效電力電子技術(shù)，隨著電子元器件、產(chǎn)品的不斷更新，大功率器件的更新?lián)Q代，大功率開關(guān)電源技術(shù)得到了發(fā)展。本文所介紹的雷達(dá)行波管用高壓開關(guān)電源，可采用全橋諧振PWM調(diào)制方式，大功率開關(guān)器件采用先進(jìn)的IGBT模塊及先進(jìn)可靠的驅(qū)動(dòng)電路，使得電源的整體性能良好，穩(wěn)定度好，并且具有各種保護(hù)功能。 

    電源電路由以下幾部分組成：(1)電網(wǎng)濾波器，(2)整流濾波，(3)全橋變換器，(4)高壓變壓器，(5)高壓整流濾波，(6)脈寬調(diào)制與控制電路，(7)驅(qū)動(dòng)電路，(8)保護(hù)電路等。 

    工作原理：將50Hz三相380V通過電網(wǎng)濾波器，經(jīng)整流及濾波得到500多伏的直流電壓,供給串聯(lián)諧振變換器。由于本電源輸出高達(dá)20kV，為了減輕變壓器的設(shè)計(jì)難度以及減小高壓整流二極管的耐壓值、提高電源的可靠性，我們采用變壓器兩個(gè)次級(jí)分別全橋整流,然后疊加輸出。全橋變換器由四個(gè)IGBT、一個(gè)高頻變壓器及整流電路組成。控制電路提供兩對(duì)彼此絕緣、相位相差180°的脈沖輸入到IGBT驅(qū)動(dòng)電路，控制IGBT的通斷。將直流電壓變換成為交變的20kHz脈沖電壓，經(jīng)變壓器及全橋整流和濾波電路，得到幾十kV的電壓。 

    2）電子束焊機(jī)用大功率高壓電源 

    電子束焊接因具有不用焊條、不易氧化、工藝重復(fù)性好及熱變形量小的優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于航空航天、原子能、國防及軍工、汽車和電氣電工儀表等眾多行業(yè)。電子束焊接的基本原理是電子槍中的陰極由于直接或間接加熱而發(fā)射電子，該電子在高壓靜電場的加速下通過電磁場的聚焦就可以形成能量密度極高的電子束，用此電子束去轟擊工件，巨大的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱量，使焊接處工件熔化，形成熔池，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的焊接。

    高壓電源是設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)之一，它主要為電子槍提供加速電壓，其性能好壞直接決定電子束焊接工藝和焊接質(zhì)量。電子束焊機(jī)用高壓電源與其它類型的高壓電源相比，具有不同的技術(shù)特性,技術(shù)要求主要為紋波系數(shù)和穩(wěn)定度，紋波系數(shù)要求小于1%，穩(wěn)定度為±1%，甚至紋波系數(shù)小于0.5%，穩(wěn)定度為±0.5%，同時(shí)重復(fù)性要求小于0.5%。以上要求均根據(jù)電子束斑和焊接工藝所決定。電子束焊機(jī)用高壓電源的操作是必須與有關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行連鎖保護(hù)，主要有真空連鎖、陰極連鎖、閘閥連鎖、聚焦連鎖等，以確保設(shè)備和人身安全。高壓電源必須符合EMC標(biāo)準(zhǔn)，具有軟起動(dòng)功能，防止突然合閘對(duì)電源的沖擊。