近年來,受西方國家制裁等原因,國產(chǎn)化愈來愈成為人們關注的焦點。下至消費電子,上至軍工國防,打破技術壟斷,實現(xiàn)技術國產(chǎn)變的尤為迫切。在某航空低壓電源變換裝置中[1],為達到輸出功率、可靠性等要求,采用兩個模塊并聯(lián)的方式進行輸出。在提高系統(tǒng)安全可靠型的同時,模塊間的串并聯(lián)組合也會帶來新的問題。例如,變壓器模塊之間的參數(shù)并不能做到完全一致,細微的差別無法避免,使得電壓、電流或是功率不能合理的均分。長期的不均流工作使得其中一方老化加劇,更嚴重的情況下, 可能使模塊工作于過載情況下,加速模塊的老化[2]。為此,變壓器模塊間的均流變的尤為重要。
在該電源變換裝置中,采用平均電流自動均流控制,通過調節(jié)各個變壓器模塊的設定參考電壓來調節(jié)模塊的輸出電壓,進而實現(xiàn)各個變壓器模塊之間的均流,不需要外部的控制器,只需將兩個變壓器模塊的輸出電流通過均流線相連接,均流線上是兩個模塊的平均電流信號。平均電流信號與各模塊的輸出電流進行比較,調節(jié)變壓器模塊的輸出電壓,從而實現(xiàn)變壓器模塊之間的均流[3]。由于并聯(lián)的兩個模塊相同,并聯(lián)很容易實現(xiàn)均流,但如果并聯(lián)的模塊不一致,那么均流就很難實現(xiàn)。
加入額外的控制電路,降低了變換器的功率密度和可靠性。相較于上述并聯(lián)方案,采用矩陣變壓器[4]的磁集成方案來實現(xiàn)均流,提高了變換器的可靠性,又可以提高功率密度。本文將針對該電源變換裝置中的變壓器均流問題進行展開,首先基于磁通抵消的原理,將原來的兩個分離的變壓器進行集成,原邊先串聯(lián)后并聯(lián),副邊先并聯(lián)后串聯(lián),組成一個2*2的矩陣變壓器,實現(xiàn)并聯(lián)模塊的自動均流?;诼└泻徒涣鲹p耗最小的原則,對原副邊繞組進行排列,設計了新型磁心以及原副邊繞組,接著對磁集成變壓器的損耗進行分析計算,并通過實驗驗證了矩陣變壓器設計的正確性和有效性。