傳統(tǒng)電壓等級提升方式因為裝置體積限制和穩(wěn)定性的要求逐步表現(xiàn)出較多局限性,而現(xiàn)如今智能高壓發(fā)生器由于開關電源技術等電力電子技術的發(fā)展擺脫了主要局限,從而具有了更便攜更穩(wěn)定的性能。高壓發(fā)生器一般分為交流高壓發(fā)生器、脈沖高壓發(fā)生器和直流高壓發(fā)生器。直流高壓發(fā)生器應用較廣,可作為絕緣強度測試、泄露電流試驗、高壓設備電源等,它是當下高壓發(fā)生器研究的熱點。在分析現(xiàn)今國內(nèi)外對此技術的研究進程,設計了一套智能直流高壓發(fā)生器,用電路原理分析的方法確定整體電路系統(tǒng)參數(shù),且制作了電路實物模塊并通過多次調(diào)試證明了其正確有效性,然后將電路模塊組合成完整的電路系統(tǒng),對其進行完備的智能升壓控制技術驗證。本設計智能化即實現(xiàn)系統(tǒng)頻率跟蹤和輸出紋波的動態(tài)調(diào)控,沿襲目前相關技術熱點,提出并設計了幾項新方案,解決了技術上的一些難點,通過試驗和實物驗證,取得良好的效果。本文在技術更新上,包括以下幾個方面:在電路系統(tǒng)前端用開關電源直接替代EMI濾波電路和整流電路,避免引入高頻干擾并簡化電路;采用帶故障狀態(tài)反饋和有源米勒鉗位的MOS管驅動光耦芯片并結合DE類逆變電路,實現(xiàn)高頻逆變,輸出電壓為高頻方波;計及升壓變壓器的磁芯損耗與繞組損耗,運用AP法來確定磁芯參數(shù)和兩側繞組匝數(shù),提升了傳輸效率;采用新型超快恢復二極管ES1K實現(xiàn)倍壓整流;采用STM32和CPLD結合的方式,對逆變電路頻率進行跟蹤,實現(xiàn)紋波動態(tài)調(diào)控,并可實現(xiàn)軟開關控制;自主設計了磁通門探頭結合峰差解調(diào)電路,對輸出電流進行高精度測量;采用電阻分壓電路,并結合儀表運放和隔離運放實現(xiàn)對輸出電壓的測量;采用16位雙通道ADC采集輸出電流和電壓信號,保證測量精度;軟件算法可實現(xiàn)不同負載時電壓紋波的一定范圍內(nèi)的動態(tài)調(diào)節(jié)。本設計的輸出電壓為2.4KV,輸出電流為10mA,紋波系數(shù)小于0.5%。電流測量的準確度指標和電壓測量的準確度指標分別為0.1%和0.5%。本文還利用Comsol仿真軟件對自主設計的探頭進行了電磁仿真,證明了用于電流測量的磁通門探頭設計合理性。