三相静止变流器DC_DC变换器隔离脉冲变压器的研制
第3章 变压器隔离型DC-DC变换器
3.2 隔离型Buck－Boost变换器 －单端反激式变换器
电路经历了电感储能、电感 能量释放和电容供电三个阶段
3.2 隔离型Buck－Boost变换器 －单端反激式变换器
由于VT导通期间储存在变压器T中的能量为:
WL 1 2 L1 I1 P 2
每单位时间内电源供给的能量，即输入功率Pi为:
3.2 隔离型Buck－Boost变换器 －单端反激式变换器
电路经历了电感储能和电感能量 释放两个阶段
3.2 隔离型Buck－Boost变换器 －单端反激式变换器
变压器磁通不连续状态主要工 作波形如图3-19(c)所示
当VT截止时间toff比绕组N2中电 流i2衰减到零所需的时间更长， 即toff > trel时，副边电流i2及变压 器磁通在VT截止时间toff以前便 已经衰减到零。在下一个周期 VT重新导通时，电流i1从零开 始按(Ui /L1) t的规律线性上升
U o U i t on
RL 2 L1T
（3-61）
输出电压Uo与负载电阻RL有关，RL愈大则输出电压愈高反 之RL愈小，则输出电压愈低，这是反激变换器的一个特点。
3.2 隔离型Buck－Boost变换器 －单端反激式变换器
U o U i t on RL 2L1T
（3-61）
分析输出电压表达可得输出电压Uo与负载电阻RL的二次方 根成正比。在进行开环实验时，不应让负载开路（负载开 路相当于负载电阻无穷大，Uo会出现过电压）必须接入 一定的负载或者在电路中接入“死负载” 输出电压Uo随输入电压Ui的增大而增大 输出电压Uo随导通时间的增大而增大 输出电压Uo随N1绕组的电感量L1的减小而增大
若VT的导通时间为ton，则导通终了时，i1的幅值I1P为:
三相三重dc-dc变换器工作原理
三相三重dc-dc变换器工作原理三相三重DC-DC变换器是一种常用的电力转换装置，其工作原理是通过将输入的三相交流电转换为输出的三相直流电。
本文将对三相三重DC-DC变换器的工作原理进行详细介绍。
我们需要了解什么是DC-DC变换器。
DC-DC变换器是一种用于将直流电压转换为不同电压级别的电力转换器。
它通常由输入端、输出端和控制电路组成。
其中，输入端接收输入电源的直流电压，输出端输出转换后的直流电压，而控制电路则用于控制转换器的工作状态。
三相三重DC-DC变换器是一种特殊的DC-DC变换器，其输入端接收的是三相交流电。
三相交流电是指由三个相位相差120度的交流电组成的电力系统。
在传统的电力系统中，交流电是主要的电力供应形式。
而在某些应用中，如电动汽车、太阳能发电等，需要将交流电转换为直流电才能正常工作。
这时，三相三重DC-DC变换器就发挥了重要的作用。
三相三重DC-DC变换器的工作原理可以分为三个主要步骤：输入滤波、换相和输出滤波。
第一步是输入滤波。
三相交流电输入到变换器后，首先经过输入滤波电路进行滤波处理。
输入滤波电路的作用是去除交流电中的高频噪声和谐波成分，使输入电压变得更加平稳。
这样可以保证后续的换相过程能够正常进行。
第二步是换相。
换相是指将输入的三相交流电转换为直流电的过程。
在三相三重DC-DC变换器中，通常采用三相全桥换相电路实现。
全桥换相电路由六个开关元件组成，分别为上半桥和下半桥。
通过控制这些开关元件的通断，可以实现对输入电压的控制和变换。
在换相过程中，上半桥和下半桥的开关元件会交替导通和断开，从而使得输入的交流电转换为直流电。
最后一步是输出滤波。
在换相之后，输出端会得到一个由直流电组成的电压波形。
然而，这个直流电中可能仍然存在一些高频噪声和纹波成分。
为了保证输出电压的稳定性和纹波度的要求，需要进行输出滤波处理。
输出滤波电路通常由电容和电感组成，能够去除直流电中的高频噪声和纹波成分，使输出电压变得更加平稳。
三相三重dc-dc变换器工作原理
三相三重dc-dc变换器工作原理三相三重DC-DC变换器是一种用于将直流电压转换为不同电压等级的电力转换设备。
它由三个相互耦合的DC-DC变换器组成，每个变换器负责将直流电压转换为所需的电压等级。
该变换器的工作原理基于PWM（脉宽调制）技术和变压器原理。
在三相三重DC-DC变换器中，首先将输入的直流电压分为三个相位，每个相位对应一个变换器。
每个变换器由一个开关管和一个变压器组成。
开关管通过PWM技术控制开关周期和占空比，从而调整输出电压的大小。
变压器起到电压变换和隔离的作用。
具体来说，当开关管导通时，直流电压通过变压器的主绕组，经过变压器的变换，形成输出电压。
当开关管关断时，变压器的副绕组感应出电流，通过反馈电路控制开关管导通和关断的时机，以实现输出电压的稳定。
在三相三重DC-DC变换器中，三个变换器的输出电压可以分别调整，从而实现不同电压等级的输出。
这种变换器的好处是可以在变压器的耦合磁链上实现绝缘，从而提高系统的安全性和稳定性。
三相三重DC-DC变换器在实际应用中具有广泛的用途。
例如，在电力系统中，它可以将高压直流输电输送到不同电压等级的变电站，以满足不同的用电需求。
在电动汽车充电桩中，它可以将交流电转换为直流电，为电动汽车充电。
此外，它还可以用于太阳能发电系统、风能发电系统等。
三相三重DC-DC变换器是一种实现直流电压转换的重要设备。
它的工作原理基于PWM技术和变压器原理，通过控制开关管和变压器的变换，实现不同电压等级的输出。
它在电力系统、电动汽车充电桩等领域有着广泛的应用。
通过不断的研究和发展，相信三相三重DC-DC变换器将会在未来的能源转换中发挥更大的作用。
航空静止变流器DCDC级的研制
ii
南京航空航天大学硕士学位论文
图表清单
图 1.1 常见的 DC/DC 拓扑 ..................................................................................3 图 1.2 不对称半桥电路拓扑 ................................................................................6 图 2.1 主电路拓扑 ................................................................................................8 图 2.2 主要波形图 ................................................................................................9 图 2.3 主要工作模态分析 ..................................................................................11 图 2.4 芯片 SG3525 外围电路图 .......................................................................17 图 2.5 变换器在额定电压输入不同负载下的电压 电流波形 ......................18 图 2.6 缓冲电路中各器件电压波形 ..................................................................19 图 2.7 效率曲线图 ..............................................................................................19 图 3.1 串联谐振 DC/DC 变换器 ........................................................................21 图 3.2 串联谐振的直流增益曲线 ......................................................................22 图 3.3 并联谐振 DC/DC 变换器 ........................................................................23 图 3.4 并联谐振的直流增益曲线 ......................................................................23 图 3.5 LCC 型串并联谐振 DC/DC 变换器 .......................................................24 图 3.6 串并联谐振的直流增益曲线 ...................................................................24 图 3.7 LLC 型串并联谐振 DC/DC 变换器........................................................25 图 3.8 半桥 LLC 型串并联谐振变换器 .............................................................26 图 3.9 f s>fr 时的工作过程...................................................................................27 图 3.10 f s>fr 时的主要波形..................................................................................28 图 3.11 f m<fs<fr 时的工作过程 ............................................................................29 图 3.12 f m<fs<fr 时的主要波形............................................................................29 图 3.13 f s=fr 时的主要波形..................................................................................30 图 3.14 半桥 LLC 谐振的稳态等效电路 ...........................................................32 图 3.15 k=5 n=1 时 LLC 谐振变换器直流增益曲线图..................................33 图 3.16 谐振网络归一化输入阻抗特性 ............................................................34 图 3.17 频率一定时不同 Q 值时桥臂中点电压和激磁电感电流仿真波形 ...35 图 3.18 f m<fs<fr 频率范围内不同载下的主要波形............................................36 图 3.19 三种负载下的软开关情况 ....................................................................36 图 3.20 软开关过程示意图 ................................................................................37 图 3.21 不同 k 值下变换器直流增益曲线图.....................................................42 图 3.22 原边归一化电流与 kQ 的关系..............................................................43 图 4.1 L6599 外围主要端脚的连接示意图 .......................................................51 图 4.2 有旁路电容的无损电流检测法 ..............................................................52 图 4.3 欠压保护输入外围接法 ..........................................................................52 图 4.4 驱动电路 ..................................................................................................53 图 4.5 不同负载下 MOS 管驱动和漏源极电压波形........................................54 图 4.6 不同输入电压下原边 MOS 管驱动和漏源极电压波形........................54
基于非对称控制的三相高频隔离 DC-DC 变流器
基于非对称控制的三相高频隔离 DC-DC 变流器
张威;葛琳琳
【期刊名称】《辽宁石油化工大学学报》
【年(卷),期】2015(000)006
【摘要】为了使高频三相隔离 DC-DC 变流器适应低电压高功率的电力需求，研究了高频隔离三相 DC-DC 变流器，它可以应用在较低的电压转换比，对负载和线路干扰有良好的隔离、调节和快速的动态响应。
并且对高频隔离三相 DC-DC 变流器进行了建模、控制和设计，在固定工作频率下变流器进行非对称控制，根据变流器工作过程对变流器进行稳态分析。
建立了一个750 W/5 V/150 A 的 DC-DC 变流器模型，在不同的条件下对模型进行了测试。
实验结果表明，所提出的低电压高电流变流器在对称控制下具有很好的应用前景。
【总页数】7页(P57-63)
【作者】张威;葛琳琳
【作者单位】辽宁石油化工大学，辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学，辽宁抚顺 113001
【正文语种】中文
【中图分类】TM46
【相关文献】
1.三相高频链周波变流器的控制方法研究 [J], 孙向东;钟彦儒;任碧莹;张建领
2.移相与SHEPWM结合控制的级联型混合非对称三相变流器 [J], 曹剑坤;谢少军
3.基于Class E谐振电路的隔离型高频DC-DC变换器 [J], 管乐诗;施震宇;王懿杰;王卫;徐殿国
4.车载电力电子变压器的高频隔离DC-DC变换器双相移控制 [J], 赵震;刘洋;马驰;谢冰若;王永翔
5.高频隔离微网互联变流器控制系统的设计与实现 [J], 薛慧杰;朱天璋;田启川因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
三相静止变流器的仿真与设计研究
三相静止变流器的仿真与设计研究作者：常明远，陈瑞来源：《科技创新与生产力》 2017年第10期摘要：为了研究在电力系统中有广泛应用的三相静止变流器，笔者采用Saber仿真软件，搭建了三相静止变流器仿真电路试验模型，并进行了仿真分析，瞬态分析、傅里叶变换分析、快速傅里叶变换分析等仿真结果表明该三相静止变流器设计方法能够有效地提供幅值和频率符合要求的三相交流电，具有可行性和实用价值。
关键词：三相静止变流器；瞬态分析；SPWM；仿真；Saber中图分类号：TM46；TP391.9文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2017.10.087三相静止变流器在电力系统中有着广泛的应用，包括直流/交流电能变换、潮流控制、有源电力滤波、电机调速等方面。
笔者对三相静止变流器进行了仿真设计研究。
1公共电网与Saber仿真软件简介公共电网的电源提供的是频率和幅值固定的交流电。
公共电网的电能质量（PowerQuality）可能不符合某种负载要求，而现实中有相当部分交流用电负载对交流电源有特殊的要求，即需要很高精度的电源。
在这种情况下，就需要把公共电网提供的交流电能转换为满足用电负载要求的交流电能，其中大部分是采用交流—直流—交流（AC—DC—AC）方式实现转换的，逆变就是其中的核心组成部分。
而且，在电力系统中也存在大量逆变，比如直流输电、分布式供用电系统、柔性供用电系统等。
国外优秀仿真软件Saber功能强大，被科研人员称为全球范围现阶段功能最全的仿真软件，而且在仿真界是唯一一款能够应用在不同技术领域的系统仿真软件。
Saber仿真软件功能强大之处在于：不仅可以对电力电子元件进行仿真，还可以仿真电路，甚至可以仿真系统。
Saber软件最大的优点是仿真结果真实性好，其仿真效果甚至比PSPICE软件还要好。
但是Saber软件价格昂贵，纯英文界面，使用过程复杂繁琐，不利于大范围推广应用，目前在国内仅限于少数高等院校、部分科研院所和一些大企业的小范围应用。
一种带振铃抑制的三开关单端初级电感式DC-DC转换器的制作方法
一种带振铃抑制的三开关单端初级电感式DC-DC转换器的制作方法引言DC-DC转换器是电子设备中常用的电源变换器件，能够将输入的直流电压转换为不同电压级别的直流电压。
本文介绍了一种带振铃抑制的三开关单端初级电感式DC-DC转换器的制作方法，该转换器具有较高的电能转换效率和稳定性。
电感式DC-DC转换器的基本原理电感式DC-DC转换器是一种通过电感器储能和释能实现能量转换的转换器。
其基本原理如下：1.输入电压施加到电感器上，电感器处于充电状态；2.当电压施加到一定阈值时，开关器件切换至关断状态，电感器开始释放能量；3.释放的能量经过输出滤波电容，形成输出电压。
三开关单端初级电感式DC-DC转换器的设计三开关单端初级电感式DC-DC转换器是一种将输入直流电压转换为较高或较低输出电压的转换器。
它由三个开关器件构成，分别是开关1、开关2和开关3。
其基本电路图如下所示： +---------+| |+----+ 开关1 || | || +---------+|+---------+ | +---------+ +---------+| | +----+ 开关2 +-------+ |输入电压 +-+ 开关3 +-+ | | 输出电压 || | | | +---------+ || +-------+ | |+-----------+ |||输出电压地初级电感器设计初级电感器在电感式DC-DC转换器中起到储能和释能的作用。
具体设计初级电感器的方法如下：1.确定转换器的输入电压范围；2.根据输入电压范围，选择合适的铁芯材料和线径；3.根据输入电流需求，计算初级电感器的匝数和电感值；4.绕制初级电感器，确保匝数均匀、绝缘良好。
振铃抑制电路设计振铃是电感式DC-DC转换器中常见的问题，会引起输出电压波动和噪音。
为了有效抑制振铃，可以在转换器中添加振铃抑制电路。
具体设计振铃抑制电路的方法如下：1.在开关2和开关3之间添加电容器；2.选择合适的电容值，使得振铃频率落在带通范围之外；3.通过仿真和实验调整电容值，达到理想的振铃抑制效果。
三相并网DC_AC变换器控制策略研究
三相并网DC/AC变换器控制策略研究发布时间：2023-01-04T06:16:04.230Z 来源：《中国科技信息》2023年17期作者：高剑[导读] 并网变流器的拓扑结构和控制方法的选择和设计对并网系统的效率、谐波含量和质量都有重要影响，直接影响到并网系统的安全可靠。
高剑阿滨仪器（天津）有限公司天津市 300202摘要：并网变流器的拓扑结构和控制方法的选择和设计对并网系统的效率、谐波含量和质量都有重要影响，直接影响到并网系统的安全可靠。
提出了基于前馈解耦的电压-电流双闭环三相并网变流器控制策略，使输出电压能快速跟踪额定输出电压，达到输出电压要求的标准，提高输出电压响应速度，实现无静态差。
因此，文章重点就三相并网DC/AC变换器控制策略展开分析。
关键词：三相并网；DC/AC变换器；控制策略；研究随着全球能源危机和环境污染等问题日益突出，可再生绿色能源的开发与利用不断受到关注。
中国地大物博，太阳能和风能资源丰富，中国建立了大量的光伏电站和风力电站。
太阳能、风能作为清洁能源的重要组成部分，为分布式发电做出了突出贡献。
在新能源发电系统中，电网逆变器作为最重要的核心设备之一，电网逆变器作为电力电子设备的电源接口，承担着将可再生能源能量转化为交流形式馈送到公用电网后的任务，其控制性能直接影响着电网发电系统的安全、稳定和可靠运行，因此电网逆变器及其控制策略已成为新能源电网发电领域的研究热点。
1三相并网DC/AC变换器数学模型按照电网的相位数量，并联的逆变器可以划分成单相和三相。
按控制方式也可以分成半桥型、全桥型和组合型。
由于三相全桥变换器结构简单，控制方法易于实施，且功耗低，因此被广泛地用于电网的电力系统。
图1是由DC供电Udc（例如，太阳能板）、开关管VT、逆变器侧电感器 L构成的三相全控制的DC/AC变流器的拓扑；线负载电阻R，三相电网以及过滤电容器C。
图1三相全控并网DC/AC变换器拓扑结构2三相并网逆变器控制策略2.1系统解耦控制图2是三相并联逆变器在 dq转动座标下的数学模式。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三相静止变流器DC DC变换器隔离脉冲变压器的研制①周 玲(江苏淮阴工学院电气工程系 江苏 223001) 龚春英(南京航空航天大学自动化学院 南京 210016)D EVELOP M ENT OF INSULAT I ON-PUL SE-TRANSFOR M ER W ITHTHREE-PHASE(DC DC)STAT I C INVERTERZhou L ing Gong Chunying(N an jing U n iversity of A eronau tics and astronau ticsCo llege of A u tom ati on Engineering,N an jing,210016)ABSTRACT In th is thesis,a1kVA115V 400H z th ree2 phase static inverter is p resented.T he p rinci p le and topo lo2 gy of the parallel tw o2transisto r fo r w ard DC DC converter are discussed and analyzed in detail.M o reover the design of pulse2transfo r m er and experi m ental result of the p ro to type is given.T he results can be characterized as a h igh2efficien2 cy,h igh2pow er facto r,s m all size;low2w eigh t w h ich is easy to modularize static inverter.Key W ords static inverter,pulse transfo r m er,reso2nance,tw o2transisto r fo r w ard摘要 本文对新研制的1kVA115V 400H z三相静止变流器的直直部分(5),即并联双管正激电路的拓扑结构、工作原理进行了详细分析、介绍。
并给出了脉冲变压器参数设计要点、实现方法及样机实验数据和波形。
结果表明,该系统具有高效率,高功率密度,体积小重量轻,性能优等特点,尤其在实现静止变流器的模块化结构方面,有较好的应用前景(2)。
关键词 静止变流器 脉冲变压器 铁损 双管正激1 引言 航空静止变流器是飞机的二次电源。
与旋转变流机相比,它具有可靠性高、体积小、重量轻及电气性能好等特点。
随着飞机战斗性能的提高和用电设备的不断增加,具有高效、高可靠性、高功率密度、输入输出之间有电气隔离的变换器成为航空电源迫切的需要。
而DC DC变换器的脉冲变压器的好坏对整个装置的性能起着重要的影响,特别是对变换器的效率,体积和重量起着举足轻重的作用,因此,设计好变压器,尤其在实现静止变流器的模块化结构方面,起着事半功倍的作用(4)。
2 双路并联双管正激DC2DC变换器的构成及工作原理(3) 双管正激电路结构实现了励磁能量的回馈,电路结构简洁,损耗小,同时,主功率管承受电源电压,可以选用价格低廉的低压高速器件。
而并联结构又使隔离变压器及输出滤波电感的体积得到大大减小,并减小了器件的应力,从而减小了损耗。
这样我们选定双路并联双管正激DC2DC变换器作为静止变流器的直流环节(2)。
(1)电路构成(5)图1是双路并联正激DC2DC变换器主电路及其波形图。
M1、M2、D1、D2构成一路双管正激变换器,M3、M4、D3、D4构成另一路双管正激变换器, D5、D6分别为这两路变换器的整流二极管,D7为续流管。
L1、C2为滤波感和滤波容。
(2)电路工作原理(5)在分析之前,作如下假设:占空比D=0.4;所有的开关管及二极管均为理想器件;电容、电感均为理想元件;M1、M2的漏源结电容C ds1=C ds2,M3、M4的漏源结电容C ds3=C ds4。
图2是该电路各模态的电路图,共可分为6种工作模态。
1)开关模态1[t0～t1][参考图2(a)]。
在t0时刻M1、M2管关断,M3、M4管也关断, D1、D2管开通,此时M1管漏源电压为:U ds1= U in(DC输入电压)。
励磁电流i1通过D1、D2续流,i L通过D7续流。
只要D1、D2管开通,M1、M2管即被箝位于U in。
变压器原边电压为-U in。
2)开关模态2[t1～t2][参考图2(b)]第15卷第2期2003年4月 电力系统及其自动化学报P roceedings of the EPSAV o l.15N o.2A p r. 2003①本文2002年6月12日收到修改稿2002年9月29日收到在t 1时刻,M 3、M 4开始导通,i 2出现,M 1、M 2仍关断,励磁电流i 1继续通过D 1、D 2续流。
M 1、M 2以及变压器原边电压如开关模态1,但这时续流管D 7关断,整流管D 5开始导通,输出能量。
(a )主电路图(b )波形图图1 双路并联双管正激电路及其波形图 3)开关模态3[t 2～t 3][参考图2(c )]在t 2时刻,续流电流i L =0,D 1、D 2管关断,此时变压器漏感、M 1漏源电容C ds 1、M 2漏源电容C ds 2开始谐振。
i 1反向流动,使M 1、M 2上漏源电容放电,因此它们的漏源电压U ds 下降。
如果U ds 下降到零,则将被箝位,这是因为一旦U ds 出现负压,M 1、M 2反并二极管即导通,使U ds =0。
D 1、D 2上电压:U d =U in -U ds ,此过程中,U 原边=U in -U ds 1-U ds 2。
这里变压器原边出现正压,而单路双管正激电路此时将箝位于零,原因将在下文中分析。
4)开关模态4[t 3～t 4][参考图2(d )]由于变压器漏感、C ds 1、C ds 2谐振,M 1、M 2管U ds开始上升至t 3时刻,对应另一路电路M 3、M 4管关断,因此续流电流i L 经过副边续流管D 7开始续流,变压器副边被箝位于零。
则电源电压U in 加在M 1、M2管C ds 1、C ds 2上,如图1电路波形中t 3～t 4阶段,电压U ds 1实际是一个快速振荡趋向于1 2输入电压U in 的过程。
5)开关模态5[t 4～t 5][参考图2(e )]在t 4时刻,M 1、M 2管开通,D 6管流过电流,输出能量。
M 1、M 2这一路正激电路变压器原边承受输入电压U in ,另一路正激电路重复M 1、M 2这一路电路模态2情况,励磁电流经D 3、D 4续流。
6)开关模态6[t 5～t 6][参考图2(f )]M 1、M2继续开通,而M 3、M 4这一路正激电路重复M 1、M 2的开关模态3情况,即M 3、M 4的漏源电容C ds 3、C ds 4与这一路变压器原边漏感谐振。
・05・电力系统及其自动化学报 2003年第2期从6个开关模态可看出,双路并联双管正激DC2DC变换器磁复位是通过两个二极管D1、D2或D3、D4向电源回馈能量,并且主功率管仅承受1倍电源电压,并联的两路正激电路交替工作向后级提供能量。
这里,尽管谐振使变压器双向磁化,但由于谐振参数均较小,因此变换器最大占空比为0.5。
图2 双路并联双管正激变换器的开关模态 (3)单路与双路并联双管正激电路谐振的不同如图2(a)、(b)所示,单路双管正激电路(仅M1、M2、D1、D2、T2、D6、D7工作)在t2～t3时刻,当M1、M2漏源电容和变压器原边漏感进行谐振时,变压器原边电压谐振上升,一旦为正压,则D6导通,此时D7续流管正在续流,则变压器副边被箝位于零,因此单路正激电路谐振时变压器原边电压不会产生正压。
如图2(c),双路电路在t2～t3时刻时,另一路正激电路正在工作,使副边续流管D7未能导通,只有原边电压谐振至:U原边=N U o2D,原副边匝数之比为N:1,变换器输出电压为U0,副边才会被箝位。
故原边电压谐振时出现了正压。
应当指出,在t3时刻,正是由于另一路正激电路的加入,使得双路并联双管正激电路谐振出现了正压。
3 主电路脉冲变压器的设计(1)铁芯的工作状态和要求(3)主电路脉冲变压器的激磁电压为单向脉冲,因此铁芯的磁状态工作于局部磁滞回线上。
分析主电路中脉冲变压器的铁芯内磁通的变化规律,忽略功率M O SFET的导通压降及线圈内电阻压降,则有如下关系式:N1S c d B d t=U i T ON期间N1S c d B d t=-U i T of f期间(t0～t1)式中U i为主电路输入电压,N1是变压器原边绕组匝数,S c是铁芯的截面积如图3所示,当主功率管开通时,产生激磁电流,磁感应强度B由剩磁B r开始线性增加,当主功率管关断,B由B m→B r,由于t1时刻电路开始谐振,激磁电流开始反向流动,B由B r进一步减小。
当原边电压为零时,B最小。
然后增大至剩磁B r。
由于双管正激电路存在谐振现象,使变压器有可能出现双向磁化,如图3所示,但由于谐振并没有使铁芯磁感应B有明显变化,当主功率管重新开通时,B又恢复至B r。
为保证铁芯正常工作时不饱和,因此在设计铁芯时应取∃B为B m2B r。
∃B=B m-B r=U i T on (N1S c)这类工作状态的特点及对铁芯材料的要求:・15・2003年第2期 三相静止变流器DC DC变换器隔离脉冲变压器的研制图3 变压器绕组原边电压波形及铁心内硫感应B的波形 1)为使铁芯不饱和,应取B m<B s,即∃B<B s-B r,所以铁芯利用率较低。
为增大∃B,应选择高B s及低B r的材料;或可将铁芯开一小气隙,降低了B r,但同时增大了激磁电流,从而增加了损耗。
2)铁芯工作于局部磁滞回线,所包围的面积小,故损耗也较小;而且局部磁滞回线的磁导率较低。
总之,应选择高B s、高有效磁导率Λe、低B r及低损耗的磁性材料。
这里,我们选取的磁性材料是铁氧体材料EE型的R2KBD,它的饱和磁密B s达到510m T,剩磁尽管不是最低,但∃B较大,而且电阻率高,可工作于150kH z以下,是比较理想的材料。
(2)变压器设计要求:输入电压:20～30V,输出功率:1000W,工作频率:100kH z,输出电压:190V。
1)选取EE型R2KBD铁氧体材料 因为电路是软起动,不会出现合闸瞬间冲击电流引起的变压器饱和,所以确定工作磁感应强度B m=B s 2=5100 2=2550GS2)计算并确定铁芯型号 因变压器传递的脉宽小于T 2的单向矩形脉冲,最大导通时间为0.47T,由于铁芯尺寸决定了铁芯的功率处理能力,所以一般按输出功率来确定铁芯型号或尺寸。