PWM变换器中输出变压器偏磁抑制.docVIP

  1. 1、本文档共6页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
  5. 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
  6. 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们
  7. 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
  8. 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多
PWM变换器中输出变压器偏磁抑制

PWM变换器中输出变压器偏磁的抑制 白 平,张代润 (四川大学电气信息学院,四川成都610065)   摘 要:分析了PWM开关型变换器中,变压器直流偏磁问题产生的原因。给出了一种解决直流偏磁较为实用的拓扑电路,并分析了它的工作原理。该电路的有效性在20kHz/2kW的全桥逆变电源中得到了验证。   关键词:变换器;偏磁;脉宽调制 RestrainingMagneticBiasforOutputTransformerofPWMConverter BAIPing,ZHANG Dairun (InstituteofElectricalEngineering,SichuanUniversity,ChengduSichuan610065China)   Abstract:ByanalyzingthecausesofthemagneticbiasinthePWMconverter,anewapproachwas givenanditsworkingprincipleisanalyzed.Theeffectivenessofthecircuitisprovedinthe20kHz/2kWfullbridgeinverter.   Keywords:converter;magneticbias;PWM 0引言   在PWM开关型变换器中,或多或少都存在着变压器直流偏磁问题,只是在不同的场合严重程度不同而已。偏磁的后果是十分严重的,轻则会使变压器和功率半导体模块的功耗增加,温升加剧,严重时还会损坏功率模块,使其不能正常工作。PWM控制的全桥逆变电源,经常会因各种不可预见的因素,使其两桥端输出电压脉冲列在基波周期内正负伏秒值不相等,从而导致输出变压器中存在直流分量,引起单向偏磁现象,严重威胁到系统的正常运行。为了防止或减少变压器中的直流分量,以逆变桥各桥臂中点电压作为反馈来抑制直流偏磁。本文采用了一种较为简单的电路拓扑来实现,经在20kHz/2kW的全桥逆变电源中应用,证明该电路有效、实用。 1高频变压器偏磁机理   根据电磁感应定律,为分析方便,不妨设绕组电阻、漏感、变压器分布电容等都为零。这样,加到变压器初级绕组的电压u1和绕组感应电势相平衡。因此有    式中:B为铁心的磁感应强度;    S为铁心截面积;    N1为初级绕组匝数;    KT为铁心面积的有效系数;   为变压器主磁通。   由式(1)可得磁感应强度    式中:Br为t=0时铁心中的磁感应强度。   为分析方便将式(2)写为增量形式,并考虑到在PWM逆变器中,u1为幅值恒定的脉冲量,因而磁感应强度增量变为      从而磁感应强度增量ΔB(t)成为时间的线性函数。对于全桥PWM型逆变电路,正常情况下,变压器正、反方向的方波“伏-秒”面积相等,铁心的磁感应强度与方波脉宽成正比,变化如图1(a)所示,且磁化曲线对原点对称。当变压器原边含有直流成分时,PWM型变换电路的正、反方向的方波“伏-秒”面积不再相等,磁通将向某一方向逐渐增加,磁化曲线不再对原点对称,最终导致变压器铁心磁感应强度饱和,变化如图1(b)所示。由于变压器的原边等效阻抗对直流分量只呈现电阻特性,且原边绕组内阻很小,因此,很小的直流分量就会在绕组中形成很大的直流激磁磁势,该直流磁势与交流磁势一起作用于变压器原边,造成变压器铁心的工作磁化曲线发生偏移,出现关于原点不对称,即所谓的变压器偏磁现象。当偏磁严重时,铁心将进入单向饱和,这时铁心磁导率将急剧下降,原边等效电感迅速减少,激磁电流迅速增大,导致变压器过热,最终导致器件毁坏。    造成“伏-秒”面积不等的具体原因有:    1)功率半导体模块(IGBT)开关速度的差异;    2)功率半导体器件(IGBT)通态压降的差异;    3)各种信号传输延迟的不同;    4)电路设计不当,工艺欠妥。   目前,在各种形式的全桥PWM变换器中,都存在着不同程度的偏磁问题,为此在很多文献中提到了各种解决方法。一般多采用在变压器原边串联电容,利用电容特有的隔直特性将原边中的直流分量滤除。这种方法虽然简单但有一定的局限性,因为,所有的原边电流都要流过隔直电容,使电容的工况相当严重,电容的可靠性及寿命将严重地制约变换器的可靠性。 2一种抑制偏磁的简单电路拓扑及其工作原理   如图2所示,在PWM全桥逆变电源输出端,采用通过霍尔电压传感器(HL)隔离的差动高阻积分电路,通过此电路可直接地实时检测桥端输出电压脉冲列uAB的直流分量,图2中积分环节输出电压um波形如图3中所示,为标准的三角波(暂不考虑死区)。其上升时间即为ugs1的脉宽(亦即S1及S2的开通时间),并且以固定的du/dt上升。其下降时间为ugs2的脉宽(即S3及S3的开通时间)。控制电路补偿过程

文档评论(0)

ipad0c + 关注
实名认证
文档贡献者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档