直流變壓器的工作原理

　　與交流變壓器類似，直流變壓器將一個(gè)DC電壓轉(zhuǎn)換成另一個(gè)或多個(gè)DC電壓。通過(guò)高頻斬波、變壓器隔離和高頻整流，從一個(gè)DC電壓到與其成比例的另一個(gè)或多個(gè)DC電壓的轉(zhuǎn)換可用于電力傳輸和電壓檢測(cè)站。直流變壓器電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)。采用開環(huán)控制，恒定占空比工作，起到轉(zhuǎn)換隔離作用，轉(zhuǎn)換效率高。

　　與交流輸電相比，高壓直流輸電具有傳輸功率大、損耗小、傳輸距離遠(yuǎn)和穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，高壓直流輸電系統(tǒng)的整流側(cè)和逆變側(cè)仍需用工頻變壓器接入交流電網(wǎng)，其體積龐大、質(zhì)量龐大。作為交流傳動(dòng)的輔助功能，DC傳動(dòng)不直接用于電氣設(shè)備。為了適應(yīng)高壓直流輸電在未來(lái)電氣設(shè)備中的直接應(yīng)用，特別是對(duì)于獨(dú)立的電力系統(tǒng)，如大規(guī)模離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電，原方案繁瑣且不經(jīng)濟(jì)。有必要配備一臺(tái)功能與交流隔離變壓器類似的直流變壓器，將高壓DC轉(zhuǎn)換為滿足電氣設(shè)備要求的隔離低壓DC。

　　變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)原理。變壓器有兩組接線端子。初級(jí)線圈和次級(jí)線圈。次級(jí)線圈在初級(jí)線圈之外。當(dāng)初級(jí)線圈用交流電通電時(shí)，變壓器芯7產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，次級(jí)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。變壓器線圈的匝數(shù)比等于電壓比。例如，初級(jí)線圈有500匝，次級(jí)線圈有250匝。一次電壓為220伏交流電，二次電壓為110伏

　　直流變壓器的正ji和負(fù)ji很容易區(qū)分。正符號(hào)是“；負(fù)面符號(hào)是""，沒(méi)有符號(hào)是由顏色區(qū)分的，紅色是正面和明亮的。藍(lán)色是負(fù)ji，一些負(fù)ji是黃色的。

　　下圖為直流變壓器的基本電路結(jié)構(gòu)，其中Lr為變壓器漏感(或少量串聯(lián)電感)，一次高頻逆變電路可以是推挽式、半橋， 全橋，推挽式、雙管正激式、有源接地正激式、諧振復(fù)位正激式和不對(duì)稱半橋式。如圖所示，二次整流濾波電路可以是半波整流， 全波整流， 全橋整流器和無(wú)輸出濾波電感的推挽正激整流電路，整流二ji管可以用同步整流器代替，以減少導(dǎo)通狀態(tài)損耗。通過(guò)用雙向開關(guān)管代替次級(jí)整流二ji管，可以形成雙向直流變壓器。右側(cè)顯示了雙向半橋直流變壓器的電路結(jié)構(gòu)。包括反激式、雙管反激式和正負(fù)反激式以及雙管正負(fù)反激式電路。由于變壓器起著電感和變壓器的雙重作用，變壓器需要儲(chǔ)存nengliang，因此不適合作為直流變壓器使用。滿足理想直流變壓器基本要求的電路結(jié)構(gòu)可描述如下(1)Lr應(yīng)盡可能小。Lr越小，線電壓降越小，直流變壓器的輸入輸出比例關(guān)系越大。

　　(2)直流變壓器不包含大型儲(chǔ)能元件。系統(tǒng)的小儲(chǔ)能元件是確保帶寬的條件，這要求系統(tǒng)的占空比盡可能接近1，并且系統(tǒng)的濾波元件要小。

　　(3)實(shí)現(xiàn)零電壓切換。零電壓開關(guān)的實(shí)現(xiàn)有助于提高轉(zhuǎn)換效率，漏感Lr越大，開關(guān)管零電壓越容易導(dǎo)通。開關(guān)管的并聯(lián)電容有利于開關(guān)管的零電壓關(guān)斷，但也使零電壓開關(guān)的接通變得困難。

　　直流變壓器的基本電路結(jié)構(gòu)

　　直流變壓器的二次整流濾波電路

　　雙向半橋直流變壓器