等离子体点火用高压电源设计方法研究.pdf

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1、第42卷第5期火’箭推进v。1．42。№．52016年10月JOURNALOFROCKETPROPULSION0ct．2016等离子体点火用高压电源设计方法研究王妍L2，范威L2，赵杨12，韩先伟Lz，谭畅-，2(1．西安航天动力研究所，陕西西安710100；2．陕西省等离子体物理与应用技术重点实验室，陕西西安710100)摘要：根据等离子体点火对高压直流电源的要求，选用具有电容型滤波器的LCC串并联谐振变换器为主电路拓扑结构，针对电感电流连续模式下的谐振变换器，在对其工作原理分析的基础上，用基波近似法推导出变换器的稳态模型

2、，建立了变换器的等效电路，并给出了便于工程设计的电路的数学描述。通过研究各参数对电路性能所造成的影响，设计最优化的参数以保证开关管在全负载范围内实现零电压开关，有效降低了开关管的热损耗。详细介绍了电源系统的组成和电路参数的设计方法，针对该设计方案，通过仿真结果证实了理论分析的正确性。关键词：等离子体点火器；串并联谐振；高压电源中图分类号：V439—34文献标识码：A文章编号：1672—9374(2016105—0012—05Designmethodofhigh--voltageDCpowersupplyforplasmaig

3、nitorWANGYanl”，FANWeil2，ZHAOYan91一，HANXianweil一，TANChan91'2(1．Xi’anAerospacePropulsionInstitute，Xi’an710100，China；2．ShaanxiKeyLaboratoryofPlasmaPhysicsandAppliedTechnology，Xi’an710100，China)Abstract：Accordingtotheplasmaignitionrequirementsforhigh—voltageDCpowersupp

4、ly,theLCCseries—parallelresonantconverterwithcapacitiveoutputfilterwasselectedasthemaincircuittopologicalstructure．Basedontheworkingprincipleanalysisofresonantconverterinthecontinuousinductivecurrentmode，thesteady-statemodeloftheconverterwasdeducedwiththefundamenta

5、lharmonicapproximationmethod,theequivalentcircuitoftheconverterwasestablished,andthecircuitmathematicmoduleconvenientforengineeringdesign．Inconsiderationoftheinfluenceofeachparameteroncircuitperformance，theoptimizedparametersweredesignedtoensuretheswitchingtubecanr

6、ealizezero—voltageswitchingintheentireloadrange，whichreducedthelossofMOSFETSeffectively．Thecompositionofthepowersupplysystemandthedesignmethodofcircuitparameterswaselaboratedindetail．Theresultofsimulationinallusiontothisdesignschemehadverifiedthevalidityofthepropos

7、eddesignandoptimizationmethod．Keywords：plasmaignitor；series-parallelresonant；hi曲一voltagepowersupply收稿日期：2016—04—13；修回日期：2016—05—03基金项目：国家863项目(2013AA7023028)作者简介：王妍(1988一)，女，硕士，工程师，研究领域为高压电源技术第42卷第5期王妍，等：等离子体点火用高压电源设计方法研究—里0引言等离子体点火器是一种能够产生高温的热源设备，利用等离子体炬产生的高温等离子体射

8、流点燃燃料，可将空气加热到5000—10000oC。近年来关于等离子体点火的相关研究一直受到国内外专家的广泛关注㈣，作为等离子体点火器中的一个重要组成部分，等离子体电源则起到了关键作用，它的性能在很大程度上决定了等离子体点火器的性能。传统的高压电源因体积和重量都很大，且性能不好，满足不了实