[發(fā)明專利]一種變壓器的直流電壓傳遞方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110480065.0
• 申請(qǐng)日: 2021-04-30
• 公開（公告）號(hào): CN113162398B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋文濤;朱亞軍;朱才溢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 珠海市科薈電器有限公司;湖南省計(jì)量檢測(cè)研究院
• 主分類號(hào): H02M3/04
• 分類號(hào): H02M3/04;H02M3/06
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 盧澤明

1.一種變壓器的直流電壓傳遞方法，其特征在于，包括：

對(duì)輸入的直流恒壓信號(hào)進(jìn)行信號(hào)調(diào)制；

將調(diào)制后的第一直流脈動(dòng)信號(hào)輸入變壓器的初級(jí)線圈；

將第一直流脈動(dòng)信號(hào)按等匝數(shù)比感應(yīng)傳遞至變壓器的次級(jí)線圈，使變壓器輸出的電壓信號(hào)為第二直流脈動(dòng)信號(hào)，將輸出的第二直流脈動(dòng)信號(hào)執(zhí)行解調(diào)制后得到趨近平滑的直流恒壓輸出信號(hào)；

對(duì)于直流恒壓信號(hào)的信號(hào)調(diào)制，以基準(zhǔn)直流電壓的正負(fù)幅值或者正零幅值的方式施加到變壓器的初級(jí)線圈；

通過開關(guān)SW1的周期性閉合為變壓器的初級(jí)線圈提供周期性直流脈動(dòng)信號(hào)，其中，當(dāng)開關(guān)SW1閉合斷開的頻率達(dá)到預(yù)設(shè)值范圍內(nèi)，變壓器的初級(jí)線圈感應(yīng)到變化的電壓信號(hào)激勵(lì)正常工作，并按等匝數(shù)比將直流脈動(dòng)信號(hào)感應(yīng)傳遞至變壓器的次級(jí)線圈；

在對(duì)輸入的直流恒壓信號(hào)進(jìn)行信號(hào)調(diào)制之前，建立電路分析模型，電路分析模型包括開關(guān)SW1、變壓器、連接在變壓器初級(jí)線圈的電阻R，以及連接在變壓器次級(jí)線圈的整流濾波電路、輸出側(cè)阻抗，其中，整流濾波電路包括電容C1、電阻R1以及電容C2；

根據(jù)建立的電路分析模型進(jìn)行信號(hào)暫態(tài)過程分析，在開關(guān)SW1閉合斷開的一個(gè)整周期內(nèi)，當(dāng)開關(guān)SW1閉合時(shí)，一次側(cè)回路形成，變壓器的初級(jí)線圈將產(chǎn)生感應(yīng)電流i；當(dāng)開關(guān)SW1斷開時(shí)，無信號(hào)源，變壓器的初級(jí)線圈電磁感應(yīng)消失；

對(duì)變壓器的初級(jí)線圈在單位整周期內(nèi)開關(guān)SW1閉合階段產(chǎn)生的感應(yīng)電流進(jìn)行暫態(tài)計(jì)算分析，如公式(1)：

式中：V為直流恒壓信號(hào)；i為經(jīng)過初級(jí)線圈的電流；R為初級(jí)線圈內(nèi)阻；L₁為初級(jí)線圈電感；t為時(shí)間；

將公式(1)改寫為公式(2)：

等式兩邊積分可寫為公式(3)：

公式(3)的左邊可以計(jì)算為公式(4)：

公式(4)的右邊可以計(jì)算為公式(5)：

公式(4)、公式(5)代入公式(3)進(jìn)行整理，可以得到公式(6)：

其中，V為直流恒壓信號(hào)；i為經(jīng)過變壓器初級(jí)線圈的電流；R為變壓器初級(jí)線圈內(nèi)阻；L₁為變壓器初級(jí)線圈電感；t為時(shí)間；

根據(jù)建立的電路分析模型，變壓器次級(jí)線圈輸出的電壓信號(hào)為公式(7)：

其中，V_out為變壓器輸出電壓；m為磁芯耦合系數(shù)；N₁、N₂分別為初級(jí)線圈與次級(jí)線圈匝數(shù)；

選擇高磁導(dǎo)率材料繞制的磁芯來制作變壓器；

在選用高磁導(dǎo)率材料繞制的磁芯來制作變壓器并完成加工工藝后，確定變壓器的耦合系數(shù)、匝數(shù)比，公式(7)中令為常數(shù)K，公式(7)可簡(jiǎn)化為公式(8)：

假設(shè)開關(guān)SW1閉合斷開的頻率為1kHz，即單位整周期時(shí)長(zhǎng)為1ms，假設(shè)在單位整周期中，開關(guān)SW1閉合與開關(guān)SW1斷開的時(shí)間皆為0.5ms，則定義變壓器的初級(jí)線圈在單位整周期內(nèi)開關(guān)SW1閉合階段的分析時(shí)間范圍為(0～0.5)ms；

使得公式(8)中的得出指數(shù)函數(shù)e^-2t，根據(jù)分析時(shí)間內(nèi)指數(shù)函數(shù)引入的最大相對(duì)誤差，對(duì)建立的電路分析模型進(jìn)行仿真分析，得到變壓器次級(jí)線圈輸出的電壓信號(hào)。