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直流变压器及其在两级功率变换中的应用
[发布时间]:2012年8月31日 [来源]:21ic [点击率]:6934
【导读】: 1.引 言信息技术特别是微处理器领域迅猛发展,微处理器内部的集成晶体管数量急剧增加,如图1所示,对分布式电源系统的供电性能提出了更高的要求。分布式电源系统中的核心部件——电压调节模块(Voltag...

文献[6]采用具有调压功能的Buck/Boost BDC 和具有隔离变压功能的双向推挽正激直流变压器级联,构成了两级式BDC,如图10所示。能量从V1流向V2时,开关管S3、S4为同步整流工作;能量从V2流向V1时,开关管S1、S2为同步整流工作。级联式BDC的主开关管全部实现了ZVS,变换效率高。在级联式BDC 中,由于DCT 级占空比接近1、惯性小、频带宽,不影响级联式BDC 的控制模型。级联式双向DC/DC变换器是BDC构成方案的新型结构。级联式BDC的两部分电路可分别优化设计、功率密度高、适用于大变比变换的应用场合。

                  

3.3 直流变压器在航空静止变流器中的应用

航空静止变流器(Aeronautical Static Inverter简称ASI)是飞机电源系统的二次电源,随着飞机作战性能的提高和机载用电设备的不断增加,对飞机电源系统的供电质量和可靠性都提出了更高的要求。现在的中、大功率三相ASI一般采用两级结构,在输入电压变化范围较小的场合采用高频隔离的直流变压器和三相逆变器级联组成,结构简单,利于模块化设计,实现了高功率密度、换效率、高可靠性和高电能质量。前级采用直流变压器,起隔离和变压的作用,为后级逆变器提供输入电压。后级采用单相或三相逆变器,进行电压闭环控制,逆变器具有稳压功能,输出电压失真度小,动态响应速度快,大大提高了ASI的性能。

文献[7]提出了文献提出了一种双正激式高压直流变压器如图11所示。开关管的电压应力低而且不存在桥臂直通的危险,可靠性高;在接近100%的等效占空比下工作,利用变压器漏感实现了开关管的ZVS开关,而且由于没有输出滤波电感,通过滤波电容的箝位作用基本消除了副边整流二极管的电压尖峰,变换效率高。

            

4. 结 语

本文对直流变压器的提出背景、定义、电路的基本结构等基本概念进行了详细的阐述。直流变压器利用变压器漏感能量实现能量的传输,不需输出滤波电感,电路结构简单,易于实现软开关,采用开环控制,恒占空比工作,起变压和隔离的作用,变换效率高。并归纳分析了直流变压器的在两级结构的VRM、级联式双向DC/DC变换器以及航空静止变流器三种不同的两级功率变换场合的应用。

参考文献

[1] Xunwei Zhou, Xingzhu Zhang, Jiangang Liu, Pit-Leong Wong, Jiabin Chen, Ho-Pu Wu, Amoroso. L., Fred C. Lee, Chen, D.Y. “Investigation of candidate VRM topologies for future microprocessors,” IEEE,APEC,1998,pp.145-150;

[2] Laszlo Balogh, “A new cascaded topology optimized for efficient DC/DC conversion with large step-down ratios,” Intel Symposium 2000;

[3] Yuancheng Ren, Ming Xu, Kaiwei Yao and Fred C. Lee,“Two-Stage 48V Power Pod Exploration for 64-Bit Microprocessor,”IEEE,APEC,2003,pp.426-431;

[4] Yuancheng Ren and Fred C. Lee, “Energy transfer by leakage inductor,” Invention disclosure of Virginia Tech’01;

[5] Alou, P., Cobos, J.A., Prieto, R., Garcia, O.,Uceda, J,“A two stage voltage regulator module with fast transient response capability,”IEEE,PESC,2003,pp.138-143;

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