【本章的技術性非常強,如果是這個方向的書友應該能理解,並非杜撰,高精度高頻高壓直流發生器與開關電源有本質區別,兄弟們千萬不要混淆,比如醫療ct中的激發器,就是現在還沒聽說國內哪家能做,只有四門子、芬利浦少數幾家有,而航空軍用要求更高,難度更大,比如200kv的直流,這個絕緣就很難,根本找不出這麼高耐壓等級的整流二極管,因爲質量要求小,頻率必須高,這並不容易做到,還有其他技術難點後面都會提及。】
……
大多數的教授們已經放棄了本次項目,開始天南海北地拉家常了,張政還挺傲氣,不願閒扯,心思也飄回了南辰,妻子和女兒的身旁了,第一次離開家這麼久甚是想念,恨不得也馬上回去。
這一次之所以願意參與進來,本以爲是十拿九穩,當時還說毛熊國那邊有專家過來協助,所有人這才聚集到邊陲小城阿二山來,這麼久了連個鬼影都沒看不到。
在座都是有頭有臉的人物,聚在一起非但不能相互促進,爭辯扯皮倒是一個比一個激烈,他也提出了一個新型的拓撲結構,可是受到的永遠是攻擊和指責,偏偏他理解得還不深刻,很多疑問都回答不出來。
嘆了口氣,正百無聊賴,隨意地看了一眼白板就把目光移到了窗外,突然腦海中一閃,教授們到下面實驗室查看設備之前,他正在白板上研究拓撲結構,當時又被衆人指責,他清楚地記得畫了什麼。
猛然目光又回到白板,這一看吃驚不小,什麼時候白板上又多了一幅波形圖,其他人或許沒注意,對他來說卻如同晴天霹靂一般,整個人頓時傻在那兒,抽出紙筆就一遍遍驗算起來,他感覺到這幅不起眼的圖讓他摸到了什麼門檻,想不通的地方開始暢順起來。
基於主電路串聯諧振軟開關的拓撲結構應該行得通。
假設電容和電感都是零狀態,那麼逆變器對這個電路進行充電,因爲電感對電流的阻礙作用,電容器的電壓必然以正弦波形的第一個四分之一形狀,而電感的電流必然是餘弦的第一個四分之一!
再一看旁邊的波形圖果真如此!
窗外西斜的最後一縷陽光透着玻璃照射進來,正灑在白板上,張政揉了揉眼睛,這是上帝給我的啓示嗎?
再接再厲分析。
如果此刻逆變器連個橋臂上面兩個開關或者下面同時導通,串聯諧振的電能就在電容和電感之間流轉,如果一切都是理想狀態,便將持續下去。
等到電感的電流又重新回到正向時,逆變器給這個電路注入能量,那麼電容的電壓將持續升高,持續幾個週期,電壓便能夠升到很高,經過變壓器的變換作用就得到了高壓交流電,整流之後就是高壓直流電。
電流波形圖的零點都被圈了出來,張政的思維一下子被啓發了,興奮地猛拍了一個桌面,臉上洋溢這開心的笑容,其他在聊天的教授們看着他手舞足蹈,就瞄了一眼直接無視,繼續聊天。
張政的內心卻驚濤駭浪,對呀,我怎麼沒想到呢,串聯諧振想要實現軟開關,只要在諧振電流的零點切換逆變器的開關就行了呀,電流爲零,那麼開關損耗一定爲零,這是完全消除了損耗呀,開關頻率能提高到多少?10khz?20khz?
完全在一種茅塞頓開的幸福中,他覺得自己找到了通向成功的鑰匙,他站了起來,靜靜地走到了前面,壓了壓躁動的心裡,平和地說道:“諸位同僚,我可能找到了解決重量和穩定性的方案。”
一開始大家還沒反應過來,只是幾秒鐘,嘩啦啦,所有人都停止了聊天,鬥志昂揚地看着他,無比的熱情和專注準備挑錯,無情的攻擊。
張政無所謂,他覺得這回完全是勝券在握,看到這些人驚訝的表情,心裡開心地想笑,沒想到呀,最後還是他解決了這個難題,這一趟草原之行沒有白來。
大傢伙都等着呢。
他故意停頓了幾十秒,這纔拿起水彩筆,說道:“還是這個拓撲結構,基於主電路串聯諧振軟開關……”
“張教授,你這個結構不是已經討論過了嗎?老生常談嘛。”
“就是呀,沒有實用性。”
張政絲毫不着急,也不氣急敗壞,壓了壓手,笑道:“諸位,就在剛纔我想通了其中一個關鍵點,請大家給我一點時間,我來講解一下。”
在座都是有知識有文化有修養受人尊敬的教授,這點耐心肯定是有,大家都看着他,你倒是說呀。
“這個拓撲結構絕對可行,因爲主電路中電容和電感的限制,電流和電壓必然嚴格按照正弦或餘弦的波形變化,不能採用傳統的pwm、pam或者pfm,那麼波形就會變得雜亂無章。”
大教授們都在仔細聆聽,尋找其中的漏洞。
“那麼我們不如徹底地換個思路,如果逆變器的開關只在諧振電流爲零的時刻切換狀態呢?換句話說,只要電容和電感的值確定,那麼逆變器的開關頻率就限定而不可改變。”
張政說道這裡故意停頓了下來,就給你們時間來思考、來挑錯、來震撼。
能給這麼多差不多level的人講課,這種感覺讓張政很爽。
教授們互相看一樣,大多還在驚駭中,這聽起來並不難理解,關鍵在於完全突破了傳統電力電子領域的界限。
就好像發明了小小的一個馬鞍,蒙古帝國一下子橫掃了世界。
就好像發現了電磁感應,一下子迎來了全世界的科技革命。
還挑不出任何的毛病來。
“那麼逆變器的控制將變得很簡單,開關固定,逆變器輸出狀態概括爲正向諧振、自由諧振和反向諧振。正向諧振是逆變器輸出的脈衝電壓方向與諧振電流方向相同,對諧振電流起到加強作用;自由諧振是逆變器輸出脈衝電壓爲零,對諧振電流無影響,電能在電容和電感中流動;反向諧振是逆變器輸出的脈衝電壓方向與諧振電流方向相反,使得諧振電流減弱。”
張政慷慨激昂、揮斥方遒,就那麼一幅波形圖對他的啓發太大,畢竟功底雄厚,一下子就明白了關鍵技術。
“同一狀態,諧振電流的不同方向對應不同的開關導通方式。在諧振電流的過零點切換開關管的狀態,以使得開關損耗爲零,且開關頻率與串聯諧振頻率始終保持相同,每種狀態的作用週期設置爲串聯諧振週期一半的整數倍。”
諸位教授都徹底地震驚了。