基于ANSYS電子束焊接高壓電源倍壓整流電路仿真設計*

楊 波 ，張 偉 ，齊鉑金 ，許海鷹

（1.北京航空航天大學機械工程及自動化學院，北京 100191；2.中航工業北京航空制造工程研究所，北京 100024）

高壓電源是電子束焊接設備的關鍵部件之一，其主要作用為將低壓交流電升壓并轉換為高壓直流電，給電子槍提供加速電壓。高壓電源的升壓方式較多，常見的升壓方式包括：單組變壓器直接升壓、多組變壓器串聯升壓、單組變壓器加倍壓整流電路串聯升壓。

本文主要闡述高壓電源采用單組變壓器加倍壓整流電路串聯升壓方式，相對于前兩種升壓方式，這種方式有效降低了高壓變壓器的設計難度，減小了輸出直流高壓紋波系數。但由于倍壓整流電路充電過程復雜，許多文獻對其介紹較為簡單，使得電路設計存在困難[1-3]。主要表現為：

（1）采用常規倍壓整流電路設計電路，具有元器件少、電路簡單的優點，但是電路輸出波形紋波系數較大，而采用全波倍壓整流電路時輸出波形較好，但電路復雜，因此在電路選擇上顯得困難。

（2）在實測倍壓整流電路輸出電壓時，其測量值常高于理論值，這使得設計難度加大。

（3）電容參數設計是倍壓整流電路設計的一大難點。由于高壓電容耐壓性的要求，電容值一般不易做得太大。電容參數值選取過大，一方面增加材料成本，同時也使電源體積變得更大，而選值過小又將影響輸出電壓的穩定性，甚至導致設備無法輸出正常的工作電壓。目前關于電容值計算的文獻較少，且多數采用近似求法，一般所求結果誤差較大[4-7]。……