[发明专利]一种直流变换器变压器直流偏磁的抑制方法

说明书

本发明提出了一种直流变换器变压器直流偏磁的抑制方法，其步骤如下：搭建偏磁校正电路；将直流开关稳压电源的逆变桥输出的原边电压和原边电流分别接入到偏磁校正电路的输入端，将逆变桥中IGBT模块的驱动信号与偏磁校正电路处理后的信号相与得到新的驱动信号；将新的驱动信号通过控制电路传送至驱动电路，驱动电路根据新的驱动信号驱动逆变桥；偏磁校正电路实时检测脉冲宽度修正信号，减少相应开关管的导通时间和占空比；脉冲宽度修正信号的值为0，逆变桥经过输出端整流滤波电路输出的直流信号中直流偏磁消失。本发明可以自动抑制变换器主变压器产生的直流偏磁，对改善电源系统可靠性具有重要现实意义，具有可推广性，效益显著。

技术领域

本发明涉及电力电子电力变换的技术领域，尤其涉及一种直流变换器变压器直流偏磁的抑制方法，主要用于各种功率等级的DC/DC电源。

背景技术

变换器主变压器偏磁的起因与危害：主变压器的铁心偏磁是由于正、反两个方向的伏--秒面积不等所造成的。引起正、反两方向伏--秒面积不等的具体原因有：功率管开关速度的差异，功率管通态压降不同，各路信号传输延迟不同。变换器主变压器产生直流偏磁，直流分量加于总电阻很小的原边回路会产生很大的单方向的直流偏磁电流，从而造成桥臂的电流不平衡。直流偏磁引起激磁电流增加。直流偏磁会使主变和功率管的功耗增大，主变的机械噪声加剧，严重时还会损坏功率管。

传统抑制偏磁的方法：有效地控制主变直流偏磁，对变换器可靠性是至关重要。通常有二种方法。

第一种：对于频率较低，功率较小的变换器，由于变压器绕组的阻值较高，自平衡能力较强，可以采用增加铁心截面或使铁心保留一定气隙，并适当加大功率器件的容量，使偏磁的危害得到抑制或缓解。然而对于大功率高频变换器，这些措施不但经济上不合算，而且很难奏效。

第二种：最普通也是最简单的方法是在变压器的初级回路串联电容器，消除直流偏磁，但是，电容器要流过全部原边电流，高频大功率时损耗大，电容体积和重量也大，价格也高。由于正、反两个方向电压幅值不等而引起的偏磁，串入电容能完全消除，但正、反两方向脉冲宽度不同而引起的偏磁，串入电容后，虽受到很大抑制，但并不能完全消除。

发明内容

针对变换器主变压器产生直流偏磁，直流分量加于总电阻很小的原边回路会产生很大的单方向的直流偏磁电流，而造成桥臂的电流不平衡，且引起激磁电流增加；直流偏磁会使主变压器和功率管的功耗增大，主变压器的机械噪声加剧，严重时还会损坏功率管的技术问题，本发明提出一种直流变换器变压器直流偏磁的抑制方法，自动抑制变换器主变压器产生的直流偏磁。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种直流变换器变压器直流偏磁的抑制方法，其步骤如下：

步骤一：搭建偏磁校正电路；

步骤二：将直流开关稳压电源的逆变桥输出的原边电压和原边电流分别接入到偏磁校正电路的输入端，将逆变桥中IGBT模块的驱动信号与偏磁校正电路处理后的信号相与得到新的驱动信号；

步骤三：将新的驱动信号通过控制电路传送至驱动电路，驱动电路根据新的驱动信号驱动逆变桥；

步骤四：偏磁校正电路实时检测脉冲宽度修正信号并判断正半周电流和负半周电流的大小，若正半周电流大于负半周电流，偏磁校正电路使新的驱动信号的后沿前移，减少IGBT模块相应开关管正半周电流的导通时间，从而减少正半周电流的占空比；若正半周电流小于负半周电流，偏磁校正电路使新的驱动信号的后沿后移，减少IGBT模块相应开关管负半周电流的导通时间，从而减少负半周电流的占空比；

步骤五：脉冲宽度修正信号的值为0时，逆变桥按照最初始的占空比工作。