初 蕊，陈元初，蔡宇峰，李 超，涂绍平，甘 幸



大功率斩波电源的高频振荡分析

初 蕊，陈元初，蔡宇峰，李 超，涂绍平，甘 幸

（株洲电力机车研究所有限公司，湖南株洲 412001）

大功率斩波等离子弧电源在基于IGBT斩波的超高系统集成频率下会产生较大的电压谐振导致熄弧，解决输出侧直流电压高频振荡提高输出电压特性，是一个技术难题。本文以某等离子弧电源项目为基础进行建模分析，进行仿真和试验验证。表明精确增加多级高频滤波电容即可有效改善高频谐振问题。

斩波电源 高频振荡 等离子弧

0 引言

现代煤化工是一种通过等离子弧高温使煤炭与工业气体发生化学反应的复杂过程，该系统中等离子弧电源是最关键的部分；等离子弧主要对电流非常敏感，斩波电源系统需要配置大电感（几mH到几十mH）来限制电流的波动，由于大电流电抗器在设计制造时存在较大的分布电容，在斩波电源系统中此分布电容与负载及线路的寄生电感会形成高频振荡形成反电势，此反电势也会造成等离子弧不稳定甚至熄灭。本文探讨如何解决这个高频振荡问题，使系统能正常运行。

1 斩波电源介绍

斩波电源是一种利用IGBT等器件的高频开关特性将固定的直流电压转换成可变的直流电压的一种变换器，有多种主电路形式；本文中的大功率斩波电源的功率单元采用的是一种BUCK电路，单个IGBT的开关频率为3 kHz，理想斩波电源的系统原理及输出电压如图1所示。……