【本章的技术性非常强,如果是这个方向的书友应该能理解,并非杜撰,高精度高频高压直流发生器与开关电源有本质区别,兄弟们千万不要混淆,比如医疗ct中的激发器,就是现在还没听说国内哪家能做,只有四门子、芬利浦少数几家有,而航空军用要求更高,难度更大,比如200kv的直流,这个绝缘就很难,根本找不出这么高耐压等级的整流二极管,因为质量要求小,频率必须高,这并不容易做到,还有其他技术难点后面都会提及。】
……
大多数的教授们已经放弃了本次项目,开始天南海北地拉家常了,张政还挺傲气,不愿闲扯,心思也飘回了南辰,妻子和女儿的身旁了,第一次离开家这么久甚是想念,恨不得也马上回去。
这一次之所以愿意参与进来,本以为是十拿九稳,当时还说毛熊国那边有专家过来协助,所有人这才聚集到边陲小城阿二山来,这么久了连个鬼影都没看不到。
在座都是有头有脸的人物,聚在一起非但不能相互促进,争辩扯皮倒是一个比一个激烈,他也提出了一个新型的拓扑结构,可是受到的永远是攻击和指责,偏偏他理解得还不深刻,很多疑问都回答不出来。
叹了口气,正百无聊赖,随意地看了一眼白板就把目光移到了窗外,突然脑海中一闪,教授们到下面实验室查看设备之前,他正在白板上研究拓扑结构,当时又被众人指责,他清楚地记得画了什么。
猛然目光又回到白板,这一看吃惊不小,什么时候白板上又多了一幅波形图,其他人或许没注意,对他来说却如同晴天霹雳一般,整个人顿时傻在那儿,抽出纸笔就一遍遍验算起来,他感觉到这幅不起眼的图让他摸到了什么门槛,想不通的地方开始畅顺起来。
基于主电路串联谐振软开关的拓扑结构应该行得通。
假设电容和电感都是零状态,那么逆变器对这个电路进行充电,因为电感对电流的阻碍作用,电容器的电压必然以正弦波形的第一个四分之一形状,而电感的电流必然是余弦的第一个四分之一!
再一看旁边的波形图果真如此!
窗外西斜的最后一缕阳光透着玻璃照射进来,正洒在白板上,张政揉了揉眼睛,这是上帝给我的启示吗?
再接再厉分析。
如果此刻逆变器连个桥臂上面两个开关或者下面同时导通,串联谐振的电能就在电容和电感之间流转,如果一切都是理想状态,便将持续下去。
等到电感的电流又重新回到正向时,逆变器给这个电路注入能量,那么电容的电压将持续升高,持续几个周期,电压便能够升到很高,经过变压器的变换作用就得到了高压交流电,整流之后就是高压直流电。
电流波形图的零点都被圈了出来,张政的思维一下子被启发了,兴奋地猛拍了一个桌面,脸上洋溢这开心的笑容,其他在聊天的教授们看着他手舞足蹈,就瞄了一眼直接无视,继续聊天。
张政的内心却惊涛骇浪,对呀,我怎么没想到呢,串联谐振想要实现软开关,只要在谐振电流的零点切换逆变器的开关就行了呀,电流为零,那么开关损耗一定为零,这是完全消除了损耗呀,开关频率能提高到多少?10khz?20khz?
完全在一种茅塞顿开的幸福中,他觉得自己找到了通向成功的钥匙,他站了起来,静静地走到了前面,压了压躁动的心里,平和地说道:“诸位同僚,我可能找到了解决重量和稳定性的方案。”
一开始大家还没反应过来,只是几秒钟,哗啦啦,所有人都停止了聊天,斗志昂扬地看着他,无比的热情和专注准备挑错,无情的攻击。
张政无所谓,他觉得这回完全是胜券在握,看到这些人惊讶的表情,心里开心地想笑,没想到呀,最后还是他解决了这个难题,这一趟草原之行没有白来。
大家伙都等着呢。
他故意停顿了几十秒,这才拿起水彩笔,说道:“还是这个拓扑结构,基于主电路串联谐振软开关……”
“张教授,你这个结构不是已经讨论过了吗?老生常谈嘛。”
“就是呀,没有实用性。”
张政丝毫不着急,也不气急败坏,压了压手,笑道:“诸位,就在刚才我想通了其中一个关键点,请大家给我一点时间,我来讲解一下。”
在座都是有知识有文化有修养受人尊敬的教授,这点耐心肯定是有,大家都看着他,你倒是说呀。
“这个拓扑结构绝对可行,因为主电路中电容和电感的限制,电流和电压必然严格按照正弦或余弦的波形变化,不能采用传统的pm、pam或者pfm,那么波形就会变得杂乱无章。”
大教授们都在仔细聆听,寻找其中的漏洞。
“那么我们不如彻底地换个思路,如果逆变器的开关只在谐振电流为零的时刻切换状态呢?换句话说,只要电容和电感的值确定,那么逆变器的开关频率就限定而不可改变。”
张政说道这里故意停顿了下来,就给你们时间来思考、来挑错、来震撼。
能给这么多差不多level的人讲课,这种感觉让张政很爽。
教授们互相看一样,大多还在惊骇中,这听起来并不难理解,关键在于完全突破了传统电力电子领域的界限。
就好像发明了小小的一个马鞍,蒙古帝国一下子横扫了世界。
就好像发现了电磁感应,一下子迎来了全世界的科技革命。
还挑不出任何的毛病来。
“那么逆变器的控制将变得很简单,开关固定,逆变器输出状态概括为正向谐振、自由谐振和反向谐振。正向谐振是逆变器输出的脉冲电压方向与谐振电流方向相同,对谐振电流起到加强作用;自由谐振是逆变器输出脉冲电压为零,对谐振电流无影响,电能在电容和电感中流动;反向谐振是逆变器输出的脉冲电压方向与谐振电流方向相反,使得谐振电流减弱。”
张政慷慨激昂、挥斥方遒,就那么一幅波形图对他的启发太大,毕竟功底雄厚,一下子就明白了关键技术。
“同一状态,谐振电流的不同方向对应不同的开关导通方式。在谐振电流的过零点切换开关管的状态,以使得开关损耗为零,且开关频率与串联谐振频率始终保持相同,每种状态的作用周期设置为串联谐振周期一半的整数倍。”
诸位教授都彻底地震惊了。