浅谈电容器充放电电路设计

有许多应用需要脉冲功率。所需的能量爆发是通过对先前充电的电容器快速放电来获得的。由于电容器中存储的能量等于 1/2CV2，因此更高的电压会产生更大的脉冲功率。

脉冲功率有许多应用，例如可用于切割或焊接的脉冲激光器或可用于产生高强度闪光的闪光灯。所有这些以及更多应用都需要能量爆发，这些能量可以从先前充电的电容器的快速放电中获得。在过去十年中，脉冲功率的应用和需求呈指数增长，并且可能会持续下去。

此类设备所使用的电容器为高压储能电容器，需要通过专门设计的“电容充电电源”CCPS仔细充电。图（1）描绘了电容器（或串联/并联电容器组，取决于电容器所需的能量和电压额定值）的充电和放电循环，其中可以很容易地看到柔和缓慢的充电循环和突然放电. 还要注意涓流充电或刷新模式，它紧跟在充电模式之后。

图 1 储能电容器的充放电循环

为了在尽可能短的时间内为这些电容器充电，而不会对半导体或绕线组件造成过度应力，建议使用工作频率在 20 至 30 kHz 之间的高频谐振模式 ZCS 逆变器。IXYS Corporation 的 BIMOSFET 可用作该谐振模式逆变器的开关。所选器件：IXBH40N140、IXBH40N160 或隔离式 i4 -PAC 中的新型 IXBF40N140 和 IXBF40N160，具体取决于电源电压。为了计算谐振扼流圈的电感，必须考虑升压变压器的漏电感（反映在初级侧）。

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