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隨著大功率電力電子元器件的發(fā)展，通過電力電子變換技術(shù)實(shí)現(xiàn)電壓變換和能量傳遞的新型變壓器一一直流變壓器得到了越來越多的關(guān)注。直流變壓器在接近1°/.的占空比下工作，輸出省去了濾波電感，結(jié)構(gòu)簡單；采用開環(huán)控制，易于實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)，提高功率密度。有些學(xué)者將其應(yīng)用在頻率、電壓相同或不同的兩個或多個交流系統(tǒng)之間，實(shí)現(xiàn)隔離和能量傳輸，以提高多級結(jié)構(gòu)的電壓調(diào)整模塊供電系統(tǒng)的效率和功率密度。
本文提出了一種組合式雙管正激直流變壓器。該電路利用箝位二極管將開關(guān)管的電壓應(yīng)力箝位在輸入電壓，并利用變壓器原邊串聯(lián)電感（包括變壓器漏感）和開關(guān)管的結(jié)電容諧振實(shí)現(xiàn)了開關(guān)管的零電壓開關(guān)（zvs）。同時，利用輸出濾波電容的箝位作用，限制了副邊整流二極管的電壓尖峰。文中詳細(xì)分析了變壓器的工作原理，并討論了變壓器的輸出特性、零電壓開通條件。后在原理樣機(jī)上進(jìn)行，包括輸人電源i/in、功率開關(guān)管（s，。s2，s3，s4）、兩個原邊箝位二極管，和02、串聯(lián)電感/和/2（包括變壓器漏感）。功率變壓器T（況pl，2，丨、iVs2組成）、副邊整流電路（D3和D4）和輸出濾波電容（C，）組成。其電路結(jié)構(gòu)有如下特點(diǎn)：（1）由兩路雙管正激變換器原邊并聯(lián)而成，并且兩路雙管正激變換器在原邊共用兩個箝位二極管。，和。
（2）變壓器T采用磁集成技術(shù)，由Wpl.Wp2，Wsl、'2組成；（3）輸出不含濾波電感。
該直流變壓器在半個周期內(nèi)有五個工作模態(tài)，主要波形如所示，每個工作模態(tài)對應(yīng)的等效電路如所示。
等效電路如（a）所示。在f.時刻以前，S3，S4關(guān)斷，S，S2開通，副邊整流管D3導(dǎo)通，輸人電源通過變壓器原邊Wpl向副邊傳遞能量。時刻，開關(guān)S，。S2關(guān)斷，此后，電感與開關(guān)寄生電容一起諧振。當(dāng)S，S2兩端電壓上升至C/in，S3、S4兩端電壓下降為零時，該模態(tài)結(jié)束。在該模態(tài)中，原邊電感電流為：開關(guān)管兩端電壓為：1五'主要波形圖上述四，為諧振角頻率，zd=為諧振特征阻抗。/p為原邊電流/Npl在b時刻的值。
等效電路如（b）所示。在q時刻，開關(guān)S3、54的寄生二極管導(dǎo)通，電感電流和電感Z2電流2在輸入電壓和副邊折算到原邊的電壓共同作用下，分別線性下降和上升。該模態(tài)中，開關(guān)兩端電壓保持不變。在該模態(tài)中為了分析其工作狀態(tài)，作如下假設(shè)：53和54由理想開關(guān)、寄生二極管和電容構(gòu)成，容值Cd3，Cd4分別為D3、D4的寄生（3）iH.為變壓器原邊串聯(lián)電感，包含變壓器兩個原邊的漏感，且有，=2=；2.3工作模態(tài)3等效電路如（b）所示。在時刻，開關(guān)S3、S4導(dǎo)通，由于開關(guān)S3、S4的寄生二極管導(dǎo)通，開關(guān)為ZVS開通。電感電流iul和電感電流在輸人電壓和副邊折算到原邊的電壓共同作用下，分別線性下降和上升。當(dāng)兩電感電流相等時，開關(guān)S3，S4的寄生二極管截止，相應(yīng)的副邊/電流減小到零，副邊整流二極管D3截止，該模態(tài)結(jié)束。在該模態(tài)中，漏感電流分別為：2.4工作模態(tài)4等效電路如（c）所示。在z3時刻副邊整流二極管卩3截電源世界2011/04丨29 I耐光丨與I設(shè)丨計(jì)丨止，變壓器副邊電壓開始反向。該過程中電感（原邊電感Ld、lf2折算到副邊的電感值）與副邊整流二極管的寄生電容諧振工作，cd4放電、cd3充電。當(dāng)副邊電壓為-t/.時，該模Zr2（11）上述二，為諧振角頻率，Zr2=語為請振特征阻抗。/s為副邊電流‘在時刻的值。
毛承雄，范，王丹，等。電力電子變壓器的理論及其應(yīng)用（I）毛承雄，范，王丹，等電力電子變壓器的理論及其應(yīng)用（n）（下轉(zhuǎn)第24頁）嘞率等級和電源電壓等級。財(cái)系統(tǒng)酌低成本、高安全性、控制方面有很大蚋勢。i隨著節(jié)糾減排及新能源應(yīng)用的發(fā)展，z源逆變器將會葙更好的發(fā)展前景。
