電子束增材電源 LLC 諧振拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計

電子束增材制造對高壓電源的核心需求是高輸出穩(wěn)定性、寬負(fù)載適配性及高功率密度，傳統(tǒng) LLC 諧振拓?fù)湓谠搱鼍跋乱资茈娮邮?fù)載波動影響，出現(xiàn)諧振點偏移、效率驟降及輸出紋波超標(biāo)的問題。針對此痛點，需從拓?fù)鋮?shù)與控制邏輯兩方面開展優(yōu)化設(shè)計。
在參數(shù)優(yōu)化層面，首先建立電子束負(fù)載動態(tài)模型，明確負(fù)載阻抗在 10kΩ-100kΩ 范圍內(nèi)的波動規(guī)律，據(jù)此重構(gòu) LLC 諧振網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)匹配關(guān)系：采用分段式電感設(shè)計，通過磁芯氣隙調(diào)節(jié)實現(xiàn)不同負(fù)載下的電感值自適應(yīng)切換，同時選用高頻低損耗薄膜電容，將諧振頻率穩(wěn)定在 50kHz-100kHz 區(qū)間，避免負(fù)載突變引發(fā)的頻率漂移。其次，優(yōu)化變壓器設(shè)計，采用三明治繞組結(jié)構(gòu)減少漏感，將漏感控制在勵磁電感的 5% 以內(nèi)，降低開關(guān)損耗。
在控制策略優(yōu)化上，引入負(fù)載電流前饋補償機制，實時檢測電子束電流變化，提前調(diào)整 LLC 拓?fù)涞拈_關(guān)頻率與占空比，使輸出電壓紋波從傳統(tǒng)拓?fù)涞?2% 降至 0.8% 以下。通過仿真與實驗驗證，優(yōu)化后的 LLC 諧振拓?fù)湓陔娮邮霾碾娫粗校?dāng)負(fù)載波動 ±30% 時，電源效率仍保持在 92% 以上，輸出電壓穩(wěn)定度達(dá) ±0.5%，完全適配電子束熔融、電子束焊接等增材工藝對高壓電源的嚴(yán)苛要求。