电器件全桥软开关PWM变换器中变压器偏磁机理及抑制方法的研究许峰，王健强，徐殿国，柳玉秀哈尔滨工业大学电气工程系。哈尔滨。150001与不足。介绍了种新颖的基于平均电流模式的变压器偏磁抑制方法。适用于各种拓扑形式的全桥软开关变换器，给出了电路原理。参数设计及实测波形，该方法己成功的应用在功率为5kW开关频率100kHz的全桥零电压1变换器。
1高频变压器偏磁机理全桥变换电路拓扑圮1前，内外汉变换器中最常用的电路拓扑之，在中大功率应用场合更圮首选拓扑基木的全桥变换器根据供电方式的不同可分为电压源型和电流源型两类，其中电压源咽全桥变换器在实际中得到广泛应用1所。此类变换器中普遍存在个十分棘手的问，即主变压器的偏磁现象。当偏磁严重时会导致变压器磁芯中。向饱和。致使原边绕组瞬1过流。损毁功率器件5.因此在各种全桥，胃变换器中，无论是采用硬开关方式或软开关式。都必须采，相应的偏磁抑制措施来保证变压器始终处尸对称甲衡运1状态导致5频变压器偏磁的原因主戏打种1；功率器件通态压降存在差异，1中以，4的管压降之和与23的矜吒降之和不等，各路驱动们号传输过程中的延迟不同③功率器件自身开关速度上存在差异。在这些因素影响下，前者将导致施加在变压器原边绕组上的电压波形正负幅值不等，后两者则会导致变压器绕组上的电压波形正。负脉宽+等换句话说，原边激1.在2反两个方向激励时，相应的伏秒面积+相等，这种现象我们称之为变压器不衡运之所以，称之为变压器偏而当原边电压波形出现伏秒积8不等时，该信号变成了非对称的周期波2七，对其进行谐波分析发现信号中除了含有基波和高次谐波之外，还包含了约20的直流分量，约占原边电压峰值的9.1.此时变压器铁芯的工作磁化曲线将不再关于原点对称。
由于变压器的原边等效电抗对直流分量只呈现电阻特性，而原边绕组的内阻般都很小，因此原边电压中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起共同作用变压器原边绕组中，就会导致变压器磁芯的1作磁化曲线产生偏移，不再关于原点对称，即所谓变压器磁芯出现了偏磁现象。当偏磁严屯到定柙度，磁芯工作将进入单向饱和区，根据法拉第电磁感应定律，此时铁芯导磁率将急剧1降。变压器原边等效电感迅速减小，回路电流瞬间上升，最终导致功率器件烧毁。
2现有的变压器偏磁抑制方法分析现有的各种拓扑形式的全桥1变换器中，或多或少都存在着偏磁问因此必须采取适当的措施来加以抑制。传统的全桥，胃变换器中抑制偏磁多采用在变压器原边串联电容的方法利用电容特有的隔直特性将原边电压中的直流分量滤除。
电容须选用尤极仲1；值较小的薄膜电界，串联电容法简单实用，普遍适用于中小功率的全桥变换磁，是因为当原边电压为标准的对称周期方波时，对其进行谐波分析可以知道它是由不含直流分量的基波和系列高次谐波组成的阁2此时变压器磁芯的工作磁化曲线关尸原点对称。
压器工作的全过程中，所有的原边电流都要流过隔直电容，因此电容的工况相对普通的滤波电容或费合电容而言要严重的多，尤其在高压大功率的变换器场合，电容的可靠性和寿命成为制约电源整机可1泄的重要因素，因此。近年来人们在积极寻求解决全桥变换器偏磁的其他办法，并已研宄出了多种有效的措施。
来对，脉冲宽度进行微调的抗偏磁电路，如果电路检测到原边正负电流峰值不等，则电路输出偏磁信号，经，10放大后送到脉冲宽度微调电路，对脉览进行修正，以此来调节拟边。负屯流仲代始终保持接近相等。该方法己成功的应用在30开关频率为20的变换器中，有自己的特色。存在的问有两方面是偏磁抑制电路环节较多，需要2路采样脉冲2个采样保持器1个加法器1个0调节器。1个脉冲宽度微调电路；足上述屯路功能只有偏磁抑制作用。原边过流保护功能，额外文，3介绍了种电流型相位调制电路，具有抗偏磁功能，它利用电流型控制技术自动衡伏秒积。8的特点，采用电流型，观1控制芯片沉3846作为控制电路的核心，利用附加逻辑电路产生路移相控制信号。当变压器未发生偏磁或偏磁范围不大时，变换器工作在电压型，胃控制模式下，当变压器偏磁超过某限度时，变压器次电流参与控到平衡。这种偏磁抑制电路的优点是可应用在全桥软讣关变换器，其+足之处是山屯路不能随，调节偏磁电流，只能在其超过定限度后才起作用；③变换器的软汗关功能要附加的逻辑电路产生移相控制信号，而不能直接使用目前常用的移相控制芯片1兄3875系列。
法，这些方法各有优势，存在的共性问主要是或者偏磁电路较复杂，或者只，于硬开关方式的令桥变换器中，尚未到针对全桥零电压零电流软开关作变换器的偏磁抑制研允文献3适用于移相式全桥软开关1爨变换器的变压器偏磁抑制方法个桥软开关1胃变换器自上世纪8，代以来得到了广泛深入的研究，并在近些年得到迅速发展。
针付传统硬开关方式的全桥变换器的缺点，软关过程则是通过屯感和屯容，痴癞使了飞器件中屯流过零时器件关断，当电压下降到零时器件导通，从而使功率器件的开关损耗在理论上变为零令桥，幌变换器中较早提出的软汗关方式足移相式令桥零电压，控制方式88.与常规的全桥胃变换器相比它取消了缓冲吸收电路，在不增加元器件的怙况下使功率开关管实现了零电压导迪及关断，减小了开关损耗，提高了整机效率，同时保持了恒频控制的优点。作者在开发电力系统直流操作电源梭块的过程中，采用移相式叩2拓扑结构3，并针对全桥软开关变换器中存1的变压器偏磁问，提出了种新颖的偏磁抑制方法，并将其成功的应用在功率为51以开关频率100扭2的变换器中，其原理5.
器，为饱和电感用于解决基本移相式厂83河变换器轻载时滞后桥臂实现困难的问，变换器，流管的过冲和振今现象。实测的变压器原边电压原边电流波形4，副边整流电压波形箝位电容。中流过的电流波形4士所小！黯罐膝部条在5中，32为测量次级箝位电流的互感器控制芯片，与常规3875接线方式不同的是，本电在变换器拓扑中未画出，沈3875为移相式，路中用于产生，河锯齿波的电容，1未直接接地。
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