I. Nguyên tắc làm việc

Chỉnh lưu và biến tần

Dòng điện xoay chiều tần số đầu vào (chẳng hạn như 220V/380V) được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều tần số cao (tần số thường là 30-100kHz) thông qua mạch biến tần cầu hoặc bán cầu được tạo thành bởi IGBT (bóng bán dẫn lưỡng cực lưới cách điện). Tần số cao có thể làm giảm đáng kể khối lượng máy biến áp và nâng mật độ công suất.

Tăng áp suất cao và chỉnh lưu

Dòng điện xoay chiều tần số cao được tăng lên hàng ngàn đến hàng trăm kilovolt thông qua máy biến áp tần số trung bình trước khi được chuyển đổi thành điện áp cao DC thông qua các mạch chỉnh lưu bội áp silic nhiều giai đoạn như mạch Cockcroft-Walton. Mạch điện áp kép thực hiện tăng gấp đôi điện áp thông qua nguyên tắc sạc loạt điện dung, xả song song, đồng thời sử dụng độ dẫn một chiều của đống silicon để hoàn thành chỉnh lưu.

Ổn định điện áp và kiểm soát phản hồi

Với công nghệ điều khiển phản hồi vòng kín, điện áp đầu ra được theo dõi trong thời gian thực thông qua cảm biến điện áp và so sánh với giá trị cài đặt. Tín hiệu lỗi điều chỉnh chu kỳ nhiệm vụ của IGBT thông qua bộ điều khiển PWM (điều chế độ rộng xung), điều chỉnh động điện áp đầu ra, đảm bảo độ ổn định tốt hơn 0,1%. Một số thiết bị cũng giới thiệu chức năng khóa điện áp 0,75 lần để dễ dàng kiểm tra chống sét oxit kẽm.

II. Cấu trúc topo

Bộ chuyển đổi cách ly nửa cầu

Nó bao gồm hai IGBT, hai tụ điện và máy biến áp. Bằng cách luân phiên dẫn IGBT, điện áp xoay chiều được tạo ra ở cạnh gốc của máy biến áp, cạnh phụ được chỉnh lưu theo áp suất bội để tạo ra điện áp cao. Cấu trúc này có chi phí thấp và khả năng chống mất cân bằng mạnh, nhưng công suất đầu ra bị hạn chế (thường ≤700W), phù hợp cho các tình huống công suất vừa và nhỏ.

Mạch chuyển đổi toàn cầu

Bốn IGBT được sử dụng để tạo thành cầu H. Điện áp cạnh ban đầu của máy biến áp là điện áp DC đầu vào và công suất đầu ra có thể đạt hơn 2000W. Ổ đĩa cấu trúc cầu đầy đủ phức tạp, nhưng yêu cầu điện áp thấp đối với ống chuyển mạch, phù hợp với nhu cầu công suất cao (chẳng hạn như thử nghiệm điện áp cáp điện).

Chuỗi giai đoạn áp lực bội số mạch

Kết hợp các đơn vị chỉnh lưu bội áp nhiều giai đoạn trong chuỗi, điện áp đầu ra không tải có thể lên tới 2nUm (n là chuỗi, Um là điện áp đỉnh AC). Bị giới hạn bởi hạ cánh điện áp và hệ số xung, các giai đoạn thường không vượt quá 5 cấp và điện áp đầu ra tối đa khoảng 2MV, thích hợp cho thử nghiệm điện áp cao đặc biệt.

III. Lợi thế kỹ thuật

Tần số cao: Tăng mật độ công suất và giảm khối lượng thiết bị.

Thiết kế mô-đun: Hỗ trợ cấu trúc phân đoạn, tương thích với cấp điện áp cao và thấp (chẳng hạn như 100kV/4mA cho một phần, 200kV/2mA cho hai phần).

Bảo vệ nhiều: Tích hợp quá áp, quá dòng, không đóng cửa, bảo vệ dây bị hỏng và chức năng báo động xấu nối đất để đảm bảo an toàn hoạt động.

Điều khiển thông minh: Sử dụng chip đơn hoặc DSP để thực hiện hiển thị thông số, chẩn đoán sự cố và truyền thông từ xa, nâng cao trải nghiệm người dùng.