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直流变压器

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==背景==
与交流输电相比,[[高压直流输电]]具有输送功率[[容量大]]、损耗小、输送距离远、稳定性好等特点,而有广阔的应用前景。在高压直流输电系统中[[整流侧]]和[[逆变侧]],仍然要工频变压器来实现和交流电网相连,体积大,质量大。[[直流输电]]仍然作为交流输电一种辅助功能,没有直接用于用电设备。为了适应将来将高压直流输电直接应用于用电设备,尤其对大规模非并网风力发电等独立电力系统,原方案就显得笨重而不经济。需要具有和交流隔离变压器功能类似的直流变压装置,将高压直流电转换成隔离的满足用电设备要求的低压直流电。近年来,随着大功率电力[[电子元器件]]及其控制技术的发展,通过电力电子变换技术实现电压变换和能量传递的新型变压器--电力电子变压器(PET)得到了越来越多的关注。毛承雄, 范澍, 王丹,等. 电力电子变压器的理论及其应用(Ⅰ)[J]. 高电压技术, 2003, 29(12):4-6.]</ref> . 以美国弗吉尼亚电力电子中心Fred C. <ref>[ 毛承雄, 范澍, 王丹,等. 电力电子变压器的理论及其应用(Ⅰ)[J]. 高电压技术, 2003, 29(12):4-6.]</ref> . 为首的学者系统地提出了直流变压器的概念。直流变压器在接近100%的等效占空比下工作,输出省去了[[滤波电感]],结构简单;采用开环控制,易于实现软开关,可进一步提高开关频率,提高功率密度。信息技术,<ref>[张先进, 陈杰, 龚春英. 直流变压器研究[J]. 高电压技术, 2009, 35(5):1144-1149.]</ref> . 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,对分布式电源系统的供电性能提出了更高的求。分布式电源系统中的核心部件电压调节模块的发展趋势是:
(1)输入母线电压不断提高,未来的计算机电压调节模块将把输入[[母线电压]]提高到48V,减小母线损耗,提高效率,同时大大减小输入滤波器的体积,提高电压调节的瞬态响应速度。
(2)[[输出电压]]越来越低,[[输出电流]]越来越大,满足计算机芯片对电源容量要求的不断增加,而且低的稳态工作电压可以提高微处理器的速度。
'''直流变压器的基本电路结构'''
直流变压器的基本电路结构,其中Lr为变压器漏感[[(或少量串联电感)]],原边高频逆变电路可以是[[推挽]]、[[半桥]]、[[全桥]]、[[推挽正激]]、双管正激、有源籍位正激、谐振复位正激和不对称半桥等电路拓扑;副边整流滤波电路,可以是不带输出滤波电感的半波整流、全波整流、全桥整流和推挽正激整流电路,整流二极管可以换成同步整流管,减小通态损耗。将副边整流二极管换成双向的开关管可以构成双向直流变压器。右图所示为双向半桥直流变压器电路结构。包括反激、双管反激和正一反激以及双管正一[[反激电路]]。由于变压器起着[[电感]]和变压器的双重作用,变压器需要储能,不能进行能量的直接传输,所以不适合用作直流变压器。满足理想直流变压器基本要求的电路结构可描述如下:
直流变压器的副边整流滤波电路<ref>[贺以燕. 高压直流换流变压器结构、标准及试验[J]. 电力设备, 2006, 7(11):53-57.]</ref> .
双向半桥直流变压器
(1)Lr尽量小。Lr越小,线路压降越小,越能保证直流变压器输入、输出的正比关系。
==直流变压器在电力传输中的应用==
LLC谐振型软开关直流变压器
LLC谐振变换器是一种实用的软开关直流变换器。LLC谐振型直流变压器的拓扑如右图所示。一个开关周期内,LLC谐振型直流变压器共有六个阶段。根据桥臂的对偶性,这六个阶段可以分为三种模态,分别是:结电容充放电模态、开关管体二极管续流模态和开关管导通模态。这些模态和输出稳压的LLC谐振变换器类似。<ref>[陈曦, 肖岚, 陈哲,等. 高压直流输电系统中的全桥直流变压器研究[J]. 电力电子技术, 2010, 44(11):98-100.]</ref> .
==双向CLLLC谐振型直流变压器==
'''结语'''
 
[[File:09fa513d269759eee9dc0071b8fb43166c22dff8.jpg|缩略图| [https://bkimg.cdn.bcebos.com/pic/09fa513d269759eee9dc0071b8fb43166c22dff8?x-bce-process=image/watermark,image_d2F0ZXIvYmFpa2UxMTY=,g_7,xp_5,yp_5 原图链接][https://bkimg.cdn.bcebos.com/pic/09fa513d269759eee9dc0071b8fb43166c22dff8?x-bce-process=image/watermark,image_d2F0ZXIvYmFpa2UxMTY=,g_7,xp_5,yp_5 图片来源百度]]]
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