高频变压器传递低频电功率技术的研究

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1、高频变压器传递低频电功率技术的研究

2、第1摘要：提出了一种新的DC/AC功率传输电路拓扑结构，用逐个脉冲磁复位技术，使高频变压器能够承受经过低频AC或音频信号调制的高频SP脉冲列，完成低频电功率的传递任务。试验及仿真结果证明了其可行性。关键词：高频变压器传递低频功率1引言500)this.style.ouseg(this)">高频开关技术的发展，使工频变压器从许多领域中退了出来，但是在需要隔离的UPS不间断电源、数码线性功率放大器、要求输出低频正弦波的DC/AC变换器等许多领域中，为了隔离或变换电压的需要，以至不得不保留了低频变压器。

3、为了克服低频变压器笨重、体积大等缺点，随着高频开关技术的不断成熟，去掉低频变压器成为可能。图1所示为一种比较典型的电路结构。500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">图1典型高频逆变电路结构由图1可知，该电路结构中两次使用了逆变器，一次是为了获得高频，以便利用高频变压器进行变压和隔离，第二次是为了获得工频正弦交流电压。由于需要多用一级功率逆变器，因此增加了功率损耗。本文提出了一种新型的用高频变压器传递低频功率

4、的方法，可以直接利用高频变压器同时完成变压、隔离、传递功率的任务，不需要增加一级功率逆变器。从而简化结构，减小体积和重量，提高效率，为实现电力电子设备的高频、高效、高功率密度创造了条件。该电路结构如图2所示。图2带逐个脉冲磁复位的逆变器电路结构2电路工作原理2.1系统组成图3系统组成框图500)this.style.ouseg(this)">如图3所示，该系统由双组合式单端反激变换器、双向高频整流器、高频滤波和控制部分组成。双组合式单端反激变换器其实质为共用一个变压器铁芯和副边的两个单端反激变换器。两个单端反激变换器在控制信号500

5、)this.style.ouseg(this)">的正负半周分别受500)this.style.ouseg(this)">、500)this.style.ouseg(this)">的控制斩波工作，完成变压、隔离、传递功率的任务；双向高频整流器用两个场效应管代替一般的反激变换器中副边的二极管。两个场效应管分别受500)this.style.ouseg(this)">、500)this.style.ouseg(this)">的控制在低频信号的正负半周分时导通，并相互与对方体内的寄生二极管构成通路实现双向高频整流；双向高频整流后得到一列双

6、向脉冲，该列脉冲的包络线与控制信号500)this.style.ouseg(this)">波形相似，频率相同，幅度不同。经高频滤波后，得到与500)this.style.ouseg(this)">同频率的输出电压；控制部分产生与低频控制信号500)this.style.ouseg(this)">同频率的相位互差500)this.style.ouseg(this)">的双列单极性SP高频脉冲500)this.style.ouseg(this)">、500)this.style.ouseg(this)">和双列低频开关脉冲500)thi

7、s.style.ouseg(this)">、500)this.style.ouseg(this)">，分别控制双组合式单端反激变换器和双向高频整流器。并通过输出电压实时反馈方式，改变SP高频脉冲列的调幅深度500)this.style.ouseg(this)">来实现变换器对输出电压的调节。2.2控制部分工作原理500)this.style.ouseg(this)">图4控制原理框图及各点电压波形图控制原理框图及各点电压波形如图4所示。500)this.style.ouseg(this)">为待传递放大的低频调制信号（如50Hz正弦

8、波信号），500)this.style.ouseg(this)">为单极性等腰三角形高频载波信号（如20KHz高频三角波）。为实现500)this.style.ouseg(this)">各点波形，采用以下控制策略：①把低频调制信号500)this.style.ouseg(this)">与高频载波三角波信号500)this.style.ouseg(this)">相比较，得到与500)this.style.ouseg(this)">同频率的单极性SP信号500)this.style.ouseg(this)">；②把低频调制信号500)t

9、his.style.ouseg(this)">经过零比较器比较，得到与500)this.style.ouseg(this)">同频率的低频开关脉冲信号500)this.style.ouseg(this)">；③把低频信号500)thi