曹玲玲， 鲁建权， 杨民生， 王德玉

高频谐振型静电除尘器控制技术

曹玲玲， 鲁建权， 杨民生， 王德玉

（湖南文理学院 电气与信息工程学院， 湖南 常德， 415000）

分析了LCC谐振电源在电流断续模式下的双脉冲输出工作原理， 通过数学计算， 推导出了电路输出特性， 并在此基础之上完成了系统的小信号建模， 确定了系统闭环控制模型。通过优化数字PID参数， 提高了变换器的输出电压动态调节能力。搭建的1 700 V/200 mA实验室样机验证了除尘器电源控制模型的正确性和补偿器参数设计的合理性， 实现了除尘器输出电压的快速调节。

LCC谐振； 小信号建模； 闭环控制； 数字PID

1　LCC谐振电源工作原理

图 1为高频谐振型静电除尘电源拓扑主电路。其中： S1～S4为4只开关管， D1～D4为它们的反并联二极管； Lr为串联谐振电感， 它包含了变压器的漏感； Cs为外加串联谐振电容；Cp为并联谐振电容， 它包含了变压器匝间电容折算到原边的等效值； T为高频升压变压器，变比为1： n； D11～D14为输出整流二极管（高压硅堆）； Co、Ro为静电除尘器等效负载。Lr、Cs和Cp共同组成了LCC串并联谐振电路。

图1　LCC主电路原理图

1.1双脉冲输出工作原理

假设图1所示变换器工作在谐振电流断续模式下， Vin和Vo分别为输入和输出电压。开关管S1、S4或S2、S3开通前， 若Cp两端的电压已经达到钳位电压Ve， 其中Ve=Vo/n， 则称为双脉冲输出模式， 否则称为单脉冲输出模式。考虑到单脉冲输出的特性偏软， 在此基于双脉冲输出模式进行研究。

为了便于分析， 假设图1变换器中所有器件均为理想器件， 且输出滤波电容Co满足条件n2Cs，n2Cp， 变换器的主要工作过程可以分为4个阶段， 主要电路波形如图2所示。……