不對稱半橋變壓器偏磁問題分析和解決方法

3 　解決方法

(1)不對稱繞組解決偏磁問題

對于對稱繞組的不對稱半橋,只有在D = 0. 5的時候,變壓器才不會出現直流偏磁。然而實際情況中,讓變換器工作在D = 0. 5是不可能的。采用不對稱繞組,也就是兩個次級相對于初級的變比不同。假設一個為n1 ,另外一個為n2 ,則變壓器勵磁電流直流分量為:

(2)次級倍流整流解決偏磁問題

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

對于次級倍流整流的不對稱半橋的輸出電壓為:

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

而對于電感L1 和L2 ,兩者的平均電流是根據其等效串聯電阻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磁

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

5 　結　論

傳統不對稱半橋的變壓器因為有直流偏磁,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生的原因,并且探討了次級不對稱繞組和次級倍流整流這兩種方法來解決偏磁問題。最后通過仿真驗證了兩種方法的可行性。