本文主要研究了在DAB變換器中高頻大功率變壓器的設(shè)計思路與主要影響因素，討論了漏感、鐵芯選擇和繞組結(jié)構(gòu)對變壓器的影響。      隨著生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類對能源資源的需求日益增加。有限的能源資源與快速增長的需求已經(jīng)成為人與自然不可調(diào)和的矛盾。如何實現(xiàn)能源互聯(lián)和節(jié)能高效是電力電子領(lǐng)域面臨的新目標(biāo)和挑戰(zhàn)。而隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)工頻變壓器雖然具有可靠性高、制作工藝成熟等優(yōu)點，但是已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)的要求。應(yīng)用現(xiàn)代電力電子技術(shù)可以將電力電子換流器和高頻變壓器組成新型智能化電器設(shè)備即電力電子變壓器（power electronic transformer, PET），也稱作固態(tài)變壓器（solid state transformer, SST），它已經(jīng)超出了人們對于“變壓器”這一概念的理解，而是面向現(xiàn)代能源互聯(lián)網(wǎng)和能源路由器的核心設(shè)備。其工作原理如圖1所示，首先工頻交流信號經(jīng)電力電子變換器轉(zhuǎn)化為高頻方波信號，信號經(jīng)過高頻隔離變壓器傳輸，再經(jīng)電力電子變換器將高頻方波信號還原成工頻交流信號。與傳統(tǒng)變壓器相比，電力電子變壓器具有如下優(yōu)點^{[1, 2]}：
（1）采用了高頻變壓器取代工頻變壓器，所以變壓器體積和重量都大大減少；
（2）通過適當(dāng)控制，可以實現(xiàn)輸入側(cè)單位功率因數(shù)運行，可以吸收負(fù)載側(cè)無功功率和隔離諧波電流，抑制諧波雙向流動有效改善電能質(zhì)量；
（3）可以消除電源側(cè)電壓過壓或欠壓對負(fù)載側(cè)電壓的影響，保證負(fù)載側(cè)電壓幅值、頻率、波形的穩(wěn)定；
（4）含有交直流接口，方便分布式發(fā)電系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)和直流負(fù)載的接入；
（5）全數(shù)字化控制，方便采集電網(wǎng)信息和聯(lián)網(wǎng)通信，從而實現(xiàn)潮流控制，還可以柔性交流輸電協(xié)同工作，增強(qiáng)電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
      根據(jù)直流環(huán)節(jié)，可以將PET分為AC-AC型和AC-DC-AC型，如圖2所示。相對于AC-AC型PET，AC-DC-AC型PET變換環(huán)節(jié)較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但是其具備良好的控制性能， 各級變換器控制都相對獨立，易于實現(xiàn)解耦，而且由于具有AC-DC-AC直流環(huán)節(jié)，可以在低壓直流側(cè)連接儲能設(shè)備、分布式發(fā)電接入設(shè)備等?；诖?，目前各國學(xué)者和工程師都致力于AC-DC-AC型PET研究，其典型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3所示^[3]。
      其中，以雙有源橋（dual active bridge, DAB）雙向DC-DC變換器為各國研究熱點，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4所示。整個模塊由前后兩個以主動開關(guān)器件構(gòu)成的H橋，一個理想變壓器和一個串聯(lián)電感組成，其中串聯(lián)電感可以利用實際變壓器的漏感，或者根據(jù)功率傳遞的需求自行選擇。整個變換器模塊依靠前、后橋臂移相過程內(nèi)在串聯(lián)電感兩端產(chǎn)生的電壓差實現(xiàn)功率傳遞。它可以實現(xiàn)高功率密度、零電壓開關(guān)（zero-voltage switching, ZVS）、雙向傳輸功率、結(jié)構(gòu)對稱且控制簡單，已被廣泛應(yīng)用于航空技術(shù)、電動汽車、可再生能源發(fā)電領(lǐng)域^[1-3]。
     在DAB變換器設(shè)計中，最為關(guān)鍵的問題是高頻隔離變壓器的設(shè)計，它決定著整個DAB變換器的轉(zhuǎn)換效率和性能指標(biāo)。本文主要研究了DAB變換器中高頻隔離變壓器的設(shè)計問題，對于其漏感計算、鐵芯選擇、繞組結(jié)構(gòu)等做了詳細(xì)分析。






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