第242章 这章很难懂(第 1/2 页)

    要知道大功率直流电源的场合，开关频率很难提高，为什么？衡量开关器件的两个重要指标一是通过电流、二是耐受电压，大功率开关器件造价非常高昂，而且由于技术限制，单个开关器件的功率就不可能太大。

    晶闸管是功率最大的开关器件，但是频率太低，而mosfet、igbt新一代高频开关器件功率受限很大。

    张政深知这一点，他参与设计从三侠水电输送到江海的高压直流输电工程，每一个换流阀都是由几百上千个igbt并联后串联组成，均压和均流非常难以实现，每一个igbt的驱动信号都采用光纤，只要哪怕有一根头发丝的差距，均压均流失败，那么一个阀内的所有开关都会瞬间烧掉，还会引起可怕的连锁反应。

    这种换流阀世界上只有几家公司能够做到，均压均流的工艺要求太高。

    即便如此，整个阀的开关频率也就在1000hz左右。

    大功率对开关频率的限制非常大，单一的开关器件达不到要求，频率稍有提高，均压均流的难度成倍提高。

    本次开发的高压直流发生器，输出直流要求200kv，电流最高峰值达到800ma，短时最大功率超过160kw，单一的开关器件也无法做到，硬开关状态损耗太大，频率一提高，开关寿命成几何级下降。

    必须软开关，必须均压均流，还必须要求重量要足够轻，就必须提高频率，这才是一系列提高难度的要素，否则一帮子经验丰富的教授怎会一筹莫展呢。

    张政迫不及待向刘晨讨教，心中的疑惑太多。

    “怎么会呢？如果开关频率10k的话，我粗略测算，波动会在5%以上。”

    “10k？那是远远不够的，这种控制模式的开关频率起码100khz以上。完全消除开关损耗就是为了高频化，10k的频率量级不需要用这种结构。”

    “100khz？”张政眼睛都瞪圆了，这么高频率，那整体设备的重量肯定大大减轻呀。只是……

    “这么高频率，igbt也达不到，只能采用mosfet结构的开关器件，单个片子的容量可非常小啊，这又要考虑复杂的均压均流的问题了。”张政苦着脸。他觉得最理想的状况是把频率提高到30k达到平衡。

    “这个简单，mosfet的耐压没问题，就是通过电流偏小，而我们采用这种拓扑结构是在电流为零时切换开关，想到了吗？那就是天然的均流条件呀，只要把几个开关管并联在一起就能解决容量小的问题，根本不需要增加额外的辅助电路均流。”

    张政差点儿跳了起来，兴奋地挥舞着拳头，叫道：“对呀，开关容量的问题就解决了。”

    略一想还觉得不太对。“这么高频率，控制不好做吧？而且还需要检测谐振电流过零点，控制器反应不过来呀，那稳定性会不会太差了？”

    “硬件电路实现确实有点麻烦，不过却并非不可能。”刘晨笑道，他在采用这种结构开发设备时，通常都把频率放在接近200khz上。

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