调整多路输出变换器交叉调整率的方法
【专利说明】
[0001]技术领域:
本发明涉及电学领域，尤其涉及多路输出变换器，特别是一种调整多路输出变换器交叉调整率的方法。
[0002]【背景技术】:
对于采用多绕组变压器的多路输出变换器，通常选取其中的一路作为主输出进行反馈调节，其他各路作为辅助输出。理想情况下，主输出电压和辅助输出电压满足变压器匝比关系，即只要主输出电压保持稳定，则辅助输出电压也能保持稳定。但实际上由于变压器绕组间的漏感等原因，辅助输出电压会随负载的变化而变化，这些输出电压的变化不仅跟自身的负载阻抗有关，还与其他路的负载阻抗有关，这就是所谓的交叉调整率。影响交叉调整率的主要原因是变压器的漏感，变压器不仅各绕组自身存在漏感，而且各绕组的漏感间还存在互感，这都严重影响了变换器输出电压的调控能力，并且使输出稳压的调节变得困难。
[0003]常见的调节多路输出变换器交叉调整率的方法有电路分析法、改变多绕组变压器的绕组顺序法、输出电压加权反馈控制法等。
[0004]其中，电路分析法是通过描述变换器的交叉调整率的分析模型，从电路结构上改善变换器的交叉调整率，该方法的缺陷是缺乏普遍性，并且存在许多假设条件。
[0005]改变多绕组变压器绕组顺序法是通过改变多路输出变压器绕组的顺序，进而改变变压器绕组的漏感分布，来调整变换器的交叉调整率，该方法的缺陷是不论绕组顺序如何改变都不能完全消除变压器绕组的漏感，并且对于高压变压器，各路绕组的顺序并不能任意调整。
[0006]输出电压加权反馈控制法是通过同时对多路输出电压进行加权运算，最终把加权后的结果作为变换器的反馈，来改善变换器的交叉调整率，该方法的缺陷是它只是将输出误差平均分配到各路输出。
[0007]
【发明内容】
:
本发明的目的在于提供一种调整多路输出变换器交叉调整率的方法，所述的这种调整多路输出变换器交叉调整率的方法要解决现有技术中多绕组变压器各绕组的漏感影响交叉调整率的技术问题。
[0008]本发明的这种调整多路输出变换器交叉调整率的方法，包括一个消除多绕组变压器绕组间漏感的耦合的过程，所述的多绕组变压器包括磁心、骨架、一个主绕组和至少两个副边绕组，所述的骨架设置在所述的磁心上，所述的主绕组和任意一个副边绕组均绕设在骨架上，其中，在所述的消除多绕组变压器绕组间漏感的耦合的过程中，在任意两个相邻的副边绕组之间各自设置有一个磁栅，并使任意一个所述的磁栅各自垂直于相邻的副边绕组的主磁通方向，任意一个磁栅中均各自包括了由导体构成的网格，通过调整所述的网格的疏密程度来控制磁栅的等效电导率，从而实现多路输出变换器交叉调整率的调整。
[0009]进一步的，在任意一个副边绕组的输出端串联补偿电容器。
[0010]进一步的，所述的补偿电容器的取值使变压器漏感及补偿电容器串联后在电路中的阻抗为零。
[0011]进一步的，任意一个磁栅均各自包括一块印刷电路板，所述的印刷电路板上设置有由复数根线状导体构成的网格。
[0012]本发明的工作原理是:根据涡流去磁原理，在多绕组变压器各绕组间加入磁栅，当变压器绕组流过交变电流时，变压器绕组的漏磁通将在磁栅上感生出涡流，根据法拉第电磁感应定律，磁栅中的涡流会产生一个反向的磁场抵消原磁场的变化，即涡流去磁，这样作用的结果即可消除变压器绕组间漏感的耦合。并且磁栅中的涡流会随着磁栅的电导率的增大而增大，使涡流去磁的效果更佳明显。
[0013]在考虑磁栅消除变压器绕组漏感的耦合同时，磁栅中的涡流会产生一定的损耗，这是在变换器设计中所不利的，而影响涡流损耗的主要因素就是磁栅的电导率，电导率越大，将使涡流损耗也越大。
[0014]综合以上两个原因，在涡流去磁与涡流损耗间做一个折中，即变压器绕组间漏感的互感随磁栅电导率的变化曲线与磁栅的涡流损耗随电导率的变化曲线间存在一个交点，此时的电导率将是磁栅的最优工作点。
[0015]改变磁栅等效电导率的方法是，在绝缘基板上改变基板内铜导线的网格密度，网格密度越大时，等效的电导率将越大，网格密度越小时，等效的电导率将越小，最后可以得到磁栅最优工作点时电导率对应的磁栅结构。
[0016]多绕组变压器各绕组的漏感作为影响交叉调整率的主要原因，在采用上述方法消除了各绕组漏感的耦合的基础上，本发明还提出采用在变压器各绕组输出端串联补偿电容的办法进一步消除漏感对变压器输出的影响。由变压器漏感模型可以知道，变压器绕组的漏感可等效为串联在变压器绕组输出端的电感，通过调节补偿电容的值，可使漏感的阻抗为零，从而消除了漏感对输出的影响。
[0017]本发明和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本发明采用磁栅消除多绕组变压器绕组间漏感的耦合，在各输出支路串联补偿电容，使输出达到稳压。通过调整磁栅中导线网格的疏密程度来控制磁栅的等效电导率，从而实现多路输出变换器交叉调整率的调整。
【附图说明】
[0018]图1是本发明中的变压器绕组间加磁栅后的结构的俯视图；
图2是本发明中的变压器绕组间加磁栅后的结构的正视图；
图3为本发明中磁栅疏密度的对比示意图；
图4为本发明中调整磁栅网格密度时最优电导率设计示意图；
图5为本发明在变压器各输出端串联电容补偿电路结构框图。
[0019]【具体实施方式】:
实施例1:
如图1、图2、图3、图4和图5所示，本发明的调整多路输出变换器交叉调整率的方法，包括一个消除多绕组变压器绕组间漏感的耦合的过程，所述的多绕组变压器包括磁心1、骨架2、一个主绕组3和至少两个副边绕组5，所述的骨架2设置在所述的磁心I上，所述的主绕组3和任意一个副边绕组5均绕设在骨架2上，其中，在所述的消除多绕组变压器绕组间漏感的耦合的过程中，在任意两个相邻的副边绕组5之间各自设置有一个磁栅4，并使任意一个所述的磁栅4各自垂直于相邻的副边绕组5的主磁通方向，任意一个磁栅4中均各自包括了由导体构成的网格，通过调整所述的网格的疏密程度来控制磁栅4的等效电导率，从而实现多路输出变换器交叉调整率的调整。
[0020]如图5所示，进一步的，在多绕组变压器6的任意一个副边绕组的输出端7串联补偿电容器。多绕组变压器6的主绕组与一个变换器主电路8连接。
[0021]进一步的，所述的补偿电容器的取值使变压器漏感及补偿电容器串联后在电路中的阻抗为零。
[0022]如图3所示，进一步的，任意一个磁栅4均各自包括一块印刷电路板，所述的印刷电路板上设置有由复数根线状导体构成的网格。
[0023]本实施例中，对一个单输入四路输出的多路输出变换器中的多绕组变压器加磁栅4并在变压器各路输出端串联电容补偿，最终使变换器的四路输出稳压。
[0024]实施例的多绕组变压器是一个单输入，四路输出的变压器，由磁心1、骨架2、绕组
3、磁栅4组成。磁心I采用UU型，输出的四个副边绕组5分别绕在骨架2上。为了使涡流去磁的效果更好，磁栅4垂直于绕组主磁通的方向加在变压器绕组各个绕组之间。
[0025]磁栅4通过在印刷电路板上绘制导线网格而制得，磁栅4等效磁导率的改变就是通过改变印刷电路板上导线网格的密度而获得。如图4所示，磁栅4最优电导率的设计原则是找到变压器绕组漏感的互感与磁栅4的损耗随磁栅4等效电导率变化时的交点。同时，由于磁栅4的作用是消除漏感的耦合，所以为了不影响绕组主磁通，磁栅4的一侧开有一个缝隙9。
[0026]如图5所示，电容补偿部分由串联在变压器各路输出的电容组成，电容值的选择是在测得变压器副边漏感的基础上，所选电容值使等效串联在变压器输出端的阻抗。
【主权项】
1.一种调整多路输出变换器交叉调整率的方法，包括一个消除多绕组变压器绕组间漏感的耦合的过程，所述的多绕组变压器包括磁心、骨架、一个主绕组和至少两个副边绕组，所述的骨架设置在所述的磁心上，所述的主绕组和任意一个副边绕组均绕设在骨架上，其特征在于:在所述的消除多绕组变压器绕组间漏感的耦合的过程中，在任意两个相邻的副边绕组之间各自设置有一个磁栅，并使任意一个所述的磁栅各自垂直于相邻的副边绕组的主磁通方向，任意一个磁栅中均各自包括了由导体构成的网格，通过调整所述的网格的疏密程度来控制磁栅的等效电导率，从而实现多路输出变换器交叉调整率的调整。
2.如权利要求1所述的调整多路输出变换器交叉调整率的方法，其特征在于:在任意一个副边绕组的输出端串联补偿电容器。
3.如权利要求1所述的调整多路输出变换器交叉调整率的方法，其特征在于:所述的补偿电容器的取值使变压器漏感及补偿电容器串联后在电路中的阻抗为零。
4.如权利要求1所述的调整多路输出变换器交叉调整率的方法，其特征在于:任意一个磁栅均各自包括一块印刷电路板，所述的印刷电路板上设置有由复数根线状导体构成的网格。
【专利摘要】一种调整多路输出变换器交叉调整率的方法，包括一个消除多绕组变压器绕组间漏感的耦合的过程，多绕组变压器包括磁心、骨架、一个主绕组和至少两个副边绕组，在任意两个相邻的副边绕组之间各自设置有一个磁栅，并使任意一个磁栅各自垂直于相邻的副边绕组的主磁通方向，任意一个磁栅中均各自包括了由导体构成的网格，通过调整网格的疏密程度来控制磁栅的等效电导率，从而实现多路输出变换器交叉调整率的调整。
【IPC分类】H02P13-12, H01F29-14
【公开号】CN104638998
【申请号】CN201410838113
【发明人】郑峰, 乔彦鹏, 龙民敬
【申请人】上海瑞伯德智能系统科技有限公司, 西安电子科技大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年12月24日