基于Multisim的新型中頻諧振電源仿真研究

覃旭 劉海燕

【關鍵詞】中頻 諧振電源 Multisim軟件 仿真

本文設計了一種新型中頻諧振電源，該電源有以下特點：結構上，由雙電流源供電，電源零線引至諧振電容中點，使交流電壓和電流輸出更穩定；理想狀態是準諧振狀態，工作頻率與諧振頻率之比依電路參數不同約在0.77～0.82之間變化。

1 電路結構及工作原理

新型中頻諧振電源主回路如圖1所示。圖1中變壓器側零線N通過濾波電抗器LN引入至諧振電容C1和C2中點M。當Ld1=Ld2>>L時，電源直流部分可等效為兩個相等恒流源給逆變器供電，并且兩個恒流在LN上相互抵消；當LN>>L時，LN也阻擋了交流電流流過，所以諧振電容中點M與直流電源零點 N電位相等，保證了逆變器交流電壓和電流輸出更穩定。這樣，逆變器穩定工作時可省略零線，等效為單電流源電路，稱為電流源型半橋式逆變器。

2 電路仿真分析

傳統的電路設計流程：方案選定→繪制電路原理圖→繪制布線圖→制版→調試→修改→定型，其中調試和修改通常需要經過多次反復，并且會更換大量元器件，最后才能得到正確結果。Multisim9.0能夠完成從電路設計到電路仿真和系統分析的全過程。下面就利用Multisim 9.0對該新型中頻諧振電源進行電路設計和特性仿真分析。

2.1 創建仿真電路

打開Multisim 9.0，在其工作窗口中連接電路并添加示波器、電壓源、脈沖電壓源等儀表和相關電子器件，如圖2所示。V2、V3是輸入電源，電壓幅值為250V。逆變器件采用模擬功率開關管A1、A2，A1、A2的控制波形由脈沖電壓發生器V1給出。感應加熱線圈用等效電阻R和電感線圈L串聯代替。根據電路參數，計算該電路的諧振頻率理論值為

2.2 仿真實驗結果分析

振蕩頻率為230Hz時，諧振回路的電壓μ0、諧振回路的電流i0波形如圖3所示。圖中a表示仿真爐體負載電壓μ0波形（500V/Div，2ms/Div）； b表示仿真爐體負載電流i0波形（200V/Div，2ms/Div）。

由圖3可以看出，該電路的工作諧振頻率為230Hz，其工作頻率低于理論諧振頻率。

3 實驗結果

實驗設備參數選擇：爐體線圈，爐體負載等效并聯電阻，補償電容，取隔直電容，平波電抗，E=40V。實驗測量波形如圖4所示。

4 結束語

在本仿真電路中， 許多器件采用了標準模型， 所以得到的波形也比較理想， 在實際應用中， 還應考慮抗干擾和器件選擇等問題， 但使用Multisim仿真軟件無疑對電路分析的正確性和可行性進行了驗證， 為電路實際開發奠定了良好的基礎。

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