不對(duì)稱半橋變壓器偏磁問題分析和解決方法

3 　解決方法

(1)不對(duì)稱繞組解決偏磁問題

對(duì)于對(duì)稱繞組的不對(duì)稱半橋,只有在D = 0. 5的時(shí)候,變壓器才不會(huì)出現(xiàn)直流偏磁。然而實(shí)際情況中,讓變換器工作在D = 0. 5是不可能的。采用不對(duì)稱繞組,也就是兩個(gè)次級(jí)相對(duì)于初級(jí)的變比不同。假設(shè)一個(gè)為n1 ,另外一個(gè)為n2 ,則變壓器勵(lì)磁電流直流分量為:

(2)次級(jí)倍流整流解決偏磁問題

除了采用次級(jí)不對(duì)稱繞組之外,還可以采用次級(jí)倍流整流的方式來解決偏磁問題。圖4為倍流整流的不對(duì)稱半橋主電路。該電流次級(jí)采用兩個(gè)濾波電感L1 和L2 ,比較適合大電流輸出的場(chǎng)合。

對(duì)于次級(jí)倍流整流的不對(duì)稱半橋的輸出電壓為:

這里n為變壓器次級(jí)和初級(jí)的匝比。若整流電感L1 和L2 的平均電流分別是IL1和IL2 ,則變壓器次級(jí)輸出電流的平均值為:

而對(duì)于電感L1 和L2 ,兩者的平均電流是根據(jù)其等效串聯(lián)電阻RL1和RL2分配的:

把式(10)代入式(11) ,得到

也就是說滿足式(12 )就可以消除變壓器的直流偏磁。

4 　仿真分析

利用仿真軟件saber對(duì)三種電路分別做仿真。輸入電壓為300 V,輸出電壓為15 V,輸出電流為10A。占空比D = 0. 3。圖5為仿真后變壓器原邊勵(lì)磁

電感的電流,分別為:次級(jí)對(duì)稱繞組n = 1 /8, Imdc =456 mA;次級(jí)不對(duì)稱繞組n1 = 1 /6, n2 = 1 /14 Imdc =28. 5 mA;次級(jí)倍流整流: n = 1 /4, RL1 = 0. 07Ω, RL2= 0. 03Ω, Imdc = 0. 69 mA。

5 　結(jié)　論

傳統(tǒng)不對(duì)稱半橋的變壓器因?yàn)橛兄绷髌?所以變壓器的利用率不高。本文從理論上分析了直流偏磁產(chǎn)生的原因,并且探討了次級(jí)不對(duì)稱繞組和次級(jí)倍流整流這兩種方法來解決偏磁問題。最后通過仿真驗(yàn)證了兩種方法的可行性。