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采用双饱和电抗器的随机调制全桥变换器的研制

随机调制全桥变换器是一种常用的电源变换器拓扑结构，具有高效

率和高可靠性的特点。本文将重点研究采用双饱和电抗器的随机调制全

桥变换器的设计和性能分析，并通过实验验证其可行性和效果。

一、引言

随着电力电子技术的不断发展，全桥变换器作为一种常用的电力电

子变换器，已经广泛应用于各种场合中，如电动车充电器、交流电源反

接装置等等。然而，传统的全桥变换器由于其存在的一些缺点，如开关

损耗大、开关干扰噪声高等，限制了其在某些高要求的应用中的推广和

使用。为此，一种新型的全桥变换器拓扑结构——随机调制全桥变换器

应运而生。

二、随机调制全桥变换器的结构及工作原理

随机调制全桥变换器是一种将全桥变换器的换流拓扑与随机调制技

术相结合的新型拓扑结构。其主要由四个开关管、两个电感和两个电容

构成，其中，电感L1和L2分别连接两个电源输入端，电容C1和C2并

联在输出负载上。

该拓扑结构的工作原理是通过交替开关拓扑中的开关管，将输入端

两相互交错的直流电压转换为交变电压输出，然后经过滤波电路和输出

电路进行滤波和电压调节，最后将电能输入到输出负载上。

三、双饱和电抗器和随机调制技术的引入

为了进一步提高随机调制全桥变换器的性能，本设计引入了双饱和

电抗器和随机调制技术。

双饱和电抗器是一种由两只穿插交流电容的电感和两个饱和电容器

组成的特殊电路。其可以通过改变电容器的充电时间来调节电感的感应

电压，从而实现对输出电压的调节。随机调制技术则是通过在一定的规

则下随机改变开关拓扑的状态，从而在一定的频率范围内削弱谐波成分。

四、双饱和电抗器的设计和仿真测试

根据双饱和电抗器的原理和设计要求，本设计通过计算和仿真，得

到了合适的电感和电容的数值，并进行了测试。测试结果表明，设计的

双饱和电抗器能够稳定工作，并实现对输出电压的调节。

五、随机调制全桥变换器的设计和性能分析

在双饱和电抗器的基础上，本设计进一步研究了随机调制全桥变换

器的设计和性能分析。通过理论分析和仿真测试，得到了在不同工况下

的电压波形、电流波形和效率等参数，并与传统的全桥变换器进行了对

比。

测试结果表明，随机调制全桥变换器在效率和输出波形质量方面具

有明显优势。其效率能够达到90%以上，输出波形的谐波含量较低，且

滤波电路的设计更加简化。

六、实验验证与结论

为了进一步验证设计的随机调制全桥变换器的性能和效果，本设计

进行了一系列实验。实验结果表明，设计的随机调制全桥变换器能够稳

定工作，并具有较高的效率和优良的输出波形质量。与传统的全桥变换

器相比，其具有更低的开关损耗和更小的干扰噪声。

综上所述，本文采用双饱和电抗器的随机调制全桥变换器的设计和

性能分析，通过理论分析、仿真测试和实验验证的方法，研究了该拓扑

结构的工作原理和特点，并验证其在输出电压调节和性能优化方面的优

势。本研究结果为进一步完善随机调制全桥变换器的设计和应用提供了

理论基础和实验指导。