主电路参数设计
客车DC600V供电电源主电路设计
客车DC600V供电电源主电路设计
摘要：为了提高客车DC600 V供电电源的功率因数，减小输出电压的波动，对主电路提出了基于二极管不控整流+IGBT降压斩波的设计、通过对主电路的PSIM仿真，表明该电路能够大幅提高DC600 V电源的功率因数，而且使输出电压稳定在600 V左右，达到了设计目的，能满足对客车供电的质量需求，保证用电设备的正常工作。
目前，在电气化区段，列车供电系统，由装在机车（拖车）内的客车供电装置将接触网、受电弓送来的的25 kV单相交流电，经降压整流，滤波成600 V直流电压，提供DC600 V电乐等级的列车供电母线。
各空调客车通过配电柜供电选择开关将其中一路600 V直流送入空调逆变电源装置（简称逆变器）及直流110 V电源装置（简称充电器），分别向空调、电开水炉、冰箱等三相交流电器负载、电视机等单相220 V插座供电，并在给蓄电池充电的同时向照明、供电控制等直流负载供电。
由于现有的客车DC600 V供电电源装置的主电路采用是晶闸管单相半控整流电路，功率因数低，输出电压经
常在500~700 V间振荡，电压波动不稳，极易导致客车上的逆变器、充电器发生保护停机或损坏。
本文针对以上问题，对客车DC600V供电电源的主电路提出了二极
管整流+ICBT降压斩波的技术方案，对主电路进行设计，并用PSIM软件进。
20kW三电平并网变流器主电路参数的设计
第38卷第20期电力系统保护与控制Vol.38 No.20 2010年10月16日Power System Protection and Control Oct. 16, 201020 kW三电平并网变流器主电路参数的设计易映萍 1 ，刘 刚2，胡四全2（1.上海理工大学，上海 200093；2.许继柔性输电有限公司，河南 许昌 461000）摘要：提出了采用三电平并网技术研制可再生能源发电高压并网变流器，介绍了三电平并网变流器主电路的拓扑结构，并对其主电路参数的选择进行了研究，给出了主电路功率器件IGBT、箝位二极管和直流侧电容的设计方法。
采用LCL滤波器抑制注入电网谐波，并对其工作原理和滤波特性进行了分析，建立了LCL滤波器设计的数学模型。
在此基础上，设计出了20 kW 三电平并网变流器的实验样机，实验结果表明所提出的设计方法正确实用。
关键词：三电平；并网变流器；主电路；IGBT；滤波器Design of main circuit parameters for 20 kW three-level grid-connected converterYI Ying-ping1，LIU Gang2，HU Si-quan2（1. University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai 200093，China；2. Xuji Flexible Transmission System Corporation，Xuchang 461000，China）Abstract：This paper presents that using three-level grid-connected technology to study renewable energy generation high-voltage grid-connected converter, introduces the topological structure of main circuit of three-level grid-connected converter, and studies the parameters selection of main circuit. The design methods of the IGBT, clamped diode and DC bus capacitor in the main circuit are given. The paper uses LCL filter to restrain the harmonics injected into power system, and analyses the principle and filter characteristics and builds the mathematic model of the LCL filter. On these basis, experimental circuit of 20 kW three-level grid-connected converter is designed, and experimental results prove the correctness and practicability of the design method.Key words：three-level；grid-connected converter；main circuit； IGBT； filter中图分类号： TM46 文献标识码：A 文章编号： 1674-3415(2010)20-0193-030 引言本文所研制的三电平并网变流器交流侧接380 V三相交流电网，直流侧能量通过并网变流器后经滤波器后送入电网。
三相SVPWM整流器主电路参数的设计
2
三相 VSR 的数学模型
三相主电路模型如图 1 所示。
ea eb O ec
A
L L LБайду номын сангаас
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侧电压源、负载参数的情况下来求解电感电容参 数。 本文根据文献 介绍的思路在极值情况下建立
［1］
sa vdc sa sb sc C vdc 负 载
交流侧与直流侧的关系，然后根据负载参数推算 电源参数进而计算电感电容参数，这种分析同样 适用于由电源参数推算负载参数进而再计算电感 电容参数。 对于整个三相整流器主电路，以整流桥为中 心将主电路分为交流侧和直流侧，交流侧和直流 侧通过整流桥构成直接关系，可以由直流侧求出 交流侧， 反之亦然。电感电容的取值范围与直流侧
2009 年 第 31 卷 第 4 期 第 43 页
电气传动自动化 ELECTRIC DRIVE AUTOMATION
Vol．31， No．4 2009， 31 （4 ） ： 43～ 47
文章编号： 1005—7277 （2009 ） 04—0043—05
三相 SVPWM 整流器主电路参数的设计
李守蓉，田铭兴
L ia vdc sa vdc
觶 V
觶L V 觶 I
图 3 三相 VSR a 相等效电路
图 2 PWM 整流器交流侧矢量关系
觶 为交流侧 觶 为交流电网电动势矢量； e V 图 2 中， 觶 L 为交流侧电感电压矢量； 觶 为交流侧 V I 电压矢量； 电流矢量。 从式 （2 ） 和图 2 可以看出， 直流侧和交流侧存 在这样的关系： 三相 VSR 的数学模型包括两部分，
vsa 为图 1 三相 VSR 中 A 点和 O′ 之间的电压 差； sa vdc 为 a 相整流桥的输入电压。 3.2.1 满足快速电流跟踪要求的 L 设计 要使实测电流能够快速跟上指令电流 i* 的变 化， 可以分析电流过零时的电流瞬态过程， 这里只 要分析在电流过零处附近的一个 PWM 开关周期 Ts 中的电流跟踪瞬态过程， 其波形如图 4 所示。 从图 4 中可知，在 0≤t≤T1 时间内， a 相开关管
电气主接线设计范文
电气主接线设计范文1.设备布置和连线：根据设备的功率、功能和使用要求，合理布置设备的位置和连线方式。
通常，电气主接线设计应该使得电源线、负载线和设备线的路径尽量短且直线，减小电流的阻抗和电压降，提高电气设备的工作效率。
2.电源分配和控制：根据各个设备的功率需求，合理配置电源的分配和控制。
通常，大功率设备应该独立分配电源，并配备过流保护、短路保护和漏电保护装置，以确保电气设备的安全运行。
3.接地保护：针对电气设备的接地问题，进行接地保护的设计。
电气主接线设计应该确保设备的接地均匀稳定，防止电气设备因接地不良而产生的电气故障和人身伤害。
4.过电压保护：根据电气设备的需求和电网的情况，合理配置过电压保护装置。
过电压保护装置可以有效地保护设备免受电网过电压的影响，提高设备的使用寿命和运行可靠性。
5.线路标识：在电气主接线设计中，应该对电源线、负载线和设备线进行明确的标识和标志。
线路标识可以方便使用者对电气设备进行操作和维护，提高设备的使用效率和安全性。
以上是电气主接线设计的一般要求和原则。
在实际设计中，还需要根据具体的项目需求和规范要求进行具体的设计和计算。
对于电气主接线设计，还有一些常见问题需要注意和解决。
例如，对于大功率设备的供电线路，应该注意线路的配电能力和插座的使用要求，以确保设备的电源供应稳定可靠；另外，对于设备的接线端子，应该注意接线的可靠性和稳定性，防止接线松动和短路等问题；此外，对于设备的连线布置，应该避免电源线、负载线和设备线的相互干扰和交叉布线，以防止电磁干扰和电气故障的发生。
综上所述，电气主接线设计是电气系统中非常重要的一环，它直接影响电气设备的安全运行和正常工作。
在进行电气主接线设计时，应该充分考虑设备布置和连线、电源分配和控制、接地保护、过电压保护和线路标识等因素，合理设计和连接电气设备的主接线，以确保电气设备的工作效率和安全性。
电力操作电源主电路参数设计
其中， Ｌ 是谐 振 电感 ， 是 滞 后 开 关 压 器 原 副 边 变 比为 ： Ｉ 管 关 断 时 原 边 电流 的 大 小 ，Ｃ 。 是 开 关 管 漏 一 极 电容 ，Ｖ． 整 流 滤 源 是
波 后 的 直 流 电压 。 在 实 际 设 计 中 ，考 虑 到 滞 后 管
换 电路 ，每 一 个 桥 臂 采 用 两 个 功
率管 并联 。
电 力操 作 电 源 工 作 原 理
本 电源 模 块 的 原 理 框 图如 图 １
电源 主 电路 参数 的设 计
主 电路 设计 主 要指 标
１ 输 入 三 相 交 流 电压 ： ．
３ ￣＋ ５ ０ ｔ１ 。 ２ ％ ｎ 一０
大小 ：
－
－
在 ３４ＫＨｚ频 率 下 ， 穿 透 深 度 △
－
经 整理 后 ， 可 得 输入 滤 波 电容 为 ：
＝
６ ６． 。 ７／ ｔ Ｆ
Ｖｓ ｍｉ）－ （ ｎ
等 ＝
：３ ２ ８
０３ ｍｍ ，因 此 ，绕 组 应 选 用 线径 ．５
小 于 ０７ ｍｍ的铜 导 线 。 电流 密度 ．０ 若
谐 振 电感 的设 计
—
３ ０ ２ ＋２ ５ ＋２ ５ ．
．
—
取 ４ ／ ｍ Ａ ｒ ，则 导 线 截 面 积 为 ： ａ
： ： １７ ．６８
４
设 计谐 振 电感 时 ，为 了 实 现 滞
ห้องสมุดไป่ตู้
０．５ ８
２
后 桥 臂 的零 电压 开 关 ，必 须 满 足 下 其 中 ， 一 最 高 输 出 电压 ； 是 Ｖ 是 Ｖ。 式 ： ， １Ｌ ２：
三电平变频器主电路的设计
三电平变频器主电路的设计摘要：本文介绍了三电平变频器主电路的设计与实现。
首先，对不同拓扑结构的三电平变频器进行了比较与分析，选择了基于NPC结构的变频器。
其次，详细探讨了主电路的设计与参数计算，包括电容器选型、IGBT模块的配置、电感线圈的设计等。
最后，进行了仿真验证，结果表明所设计的三电平变频器主电路具有高性能的特点。
关键词：三电平变频器，NPC结构，主电路设计，电容器选型，电感线圈设计正文：一、引言随着交流调速技术的应用越来越广泛，三电平变频器作为一种重要的交流调速装置，得到了越来越广泛的应用。
三电平变频器主要解决了传统变频器因过大过小等问题导致效率不高和输出电磁干扰等问题。
因此，本文将着重介绍三电平变频器主电路的设计与实现，旨在提供一个完整的可操作参考。
二、三电平变频器拓扑结构的选择常见的三电平变频器拓扑结构有：基于H桥结构的全桥式、基于三相桥结构的三相桥式、基于NPC结构的NPC式等。
这些结构各有优劣，但基于NPC结构的三电平变频器因其电路简单、转换效率高等优点而广泛应用。
基于NPC结构的三电平变频器由三个相同的电平器串联组成，其主要优势在于：1)有较低的电路电压应力，利于IGBT模块的配置；2)以及能够为每个桥臂提供三种不同的信号电平输出，利于进一步减小输出谐波和电磁干扰。
三、主电路的设计1. 电容器选型在三电平变频器中，电容器是非常重要的部件。
适当的电容器容量可以减小电路谐波、降低电路电压应力和减少损耗。
本设计中选用了900μF的磁性耦合电容器。
2. IGBT模块的配置IGBT模块是主电路中的核心部件，因此其配置需要详细考虑。
本文使用了1200V/450A的模块，可满足工业级大功率需求。
3. 电感线圈设计电感线圈是三电平变频器中的另一关键部件，可以减小输出谐波和降低过流风险。
本文设计了两个电感线圈，分别为50mH和100mH的线圈。
四、仿真验证与实验结果本文使用PSIM软件对所设计的三电平变频器主电路进行了仿真分析。
电流型变频器主电路的参数计算及设计 3
辽宁工业大学交流调速控制系统课程设计（论文）题目：电流型变频器的主电路参数计算及设计院（系）：电气工程学院专业班级：自动化102学号： 100302043学生姓名：齐绍军指导教师：（签字）起止时间： 2013.06.24-2013.07.07课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：自动化教研室Array注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要带变频器起动时，电动机能获得优良的性能。
本文详细介绍了用于电动机起动的电流型变频器主电路元件参数计算及选择方法。
设计电流型变频器的主电路和控制电路。
根据所学知识，利用如：电流连续原则，晶闸管耐压指标公式，经验公式等交流调速公式对所设计的电流型变频器的主电路进行参数计算：包括功率计算、电流计算、电压计算，在参数计算的基础上对已有的元器件型号进行选取：包括变压器、晶闸管、电抗器、电容、IGBT、二极管。
关键词：变频器；参数；计算；电流型；设计目录第1章绪论 (1)第2章课程设计的方案 (3)2.1概述 (3)2.2变频器组成总体结构 (3)第三章变频器主电路及控制电路 (5)3.1主电路 (5)3.2控制电路 (6)第四章主电路参数计算及器件选取 (9)4.1参数计算 (9)4.2器件选取 (10)第五章课程设计总结 (14)参考文献 (15)第1章绪论随着电气传动技术，尤其是变频调速技术的发展，作为大容量传动的高压变频调速技术也得到了广泛的应用。
高压电机利用高压变频器可以实现无级调速，满足生产工艺过程对电机调速控制的要求，以提高产品的产量和质量，又可大幅度节约能源，降低生产成本。
近年来，各种高压变频器不断出现，高压变频器到目前为止还没有像低压变频器那样近乎统一的拓扑结构。
根据高压组成方式可分为直接高压型和高-低-高型，根据有无中间直流环节来分，可以分为交-交变频器和交-直-交变频器，在交-直-交变频器中，按中间直流滤波环节的不同，可分为电压源型和电流源型。
电力操作电源主电路参数设计
电力 操 作 电源 主 电路 参数 设计
孙 宝 文
（ 东 科 学 技 术 职 业 学 院 机 电 系 ， 东 珠 海 ５９ ９ ） 广 广 １ ０ ０ 摘 要 ：简 单分 析 了 ２２ｋ 的 电力 系统 用直 流操 作 电 源 移 相 全 桥 软 开 关拓 扑 结 构 ， 计 和 选 择 了 主 电路 的 各 元 件 参 ． ｗ 设 数 ， 作 了软 开 关 主要 部 件 高 频 变 压 器 、 振 电 感 ； 据 研 制 的 开 关 电源 实际 特 点 ， 择 了功 率 管 和 次 级 整 流 二 极 管 ， 后 制 谐 根 选 最 利 用 实验 来 验 证 设 计 的 正 确 性 。 关键 词 ：电 力操 作 电 源 ； 电路 ； 开 关 主 软 中图分类号 ： ８ ＴＮ ｊ
ｌ信 调 号节
藿理 １ 微 茁 故护 霾 １ 机 障 管 保
该 变换器在 一个 变换周期 内， 共有 １ ２种工 作状 态 ， 四只开关管轮 流 导通 ， 实现 零 电压 开 通 和关 断 ， 少 了 减 功耗 。同时为 了抑 制 直流 分 量 ， 用 了隔 离 电 容 ； 了 采 为 减小 占空 比， 采用 了饱 和电感 ， 电源 工作更加 可靠 。 使
０ 引 言
随着 电力 电子 技术 的发 展 ， 相全 桥 软 开 关 控 制 移 技 术逐 渐应 用 于 电力操 作 电源 中 ， 为它 不 但 可 以减 因 少 电源 的 开关损 耗 、 电磁 干扰 ， 能改 善 电路 的输 出特 还 性 ， 高 电路 的效率 、 定性 和可 靠性 。在 移相 全桥 软 提 稳 开关 电力操 作 电源 研究 中， 涉及 了很 多方 面 ， 主 电路 如 的参数 选择 与设 计 、 控制 电路 的设 计 、 电磁干 扰 的设 防 计 以及 参数 的影 响 等 等 ， 文 在 此 只分 析 电力 操 作 电 本 源主 电路参 数设 计 。
逆变焊机主电路的设计说明
逆变焊机主电路的设计说明逆变焊机是一种利用逆变电路将低电压高电流转化为高电压低电流实现焊接的设备。
主要由输入电源、变压器、整流桥、中间电容、逆变电路和输出变压器等组成。
下面就逆变焊机主电路的设计进行详细说明。
1.输入电源：逆变焊机的输入电源通常采用交流电源，电压一般为220V。
输入电源需要稳定可靠，具备过压、欠压、过载等保护功能。
2.变压器：逆变焊机中的变压器主要起到将输入电源的电压调整为逆变电路所需的电压。
主要有两个线圈，其中一个线圈接入输入电源，另一个线圈接入逆变电路。
变压器的设计需要经过详细计算和模拟分析，确保输出电压和电流的稳定性和准确性。
3.整流桥：整流桥是逆变焊机的核心部件之一、其作用是将交流电转换为直流电，以供后续的逆变过程。
整流桥通常采用半导体元件，如二极管或三极管。
4.中间电容：在整流桥之后，为了使电流稳定且连续，需要添加中间电容进行滤波。
中间电容的作用是平滑直流电流，减小波纹电流，保持输出电流的持续性。
5.逆变电路：逆变电路是逆变焊机的核心部分，其作用是将直流电转化为高频交流电。
常见的逆变电路有全桥逆变电路、半桥逆变电路和单臂逆变电路等。
逆变电路通常由开关和功率放大器组成，能够输出高频脉冲电压。
6.输出变压器：逆变电路输出的高频脉冲电压经过输出变压器进一步调整为适合焊接的电压和电流。
输出变压器通常由多个线圈组成，用于实现不同电压和电流的输出。
输出变压器还可以采用自耦变压器结构，以进一步提高效率和节省成本。
除了上述主要的组成部分，逆变焊机的主电路还需要添加温控、过流保护、过压保护等保护电路，以保证设备的安全运行。
此外，还可以添加控制电路和显示电路，以实现对焊接参数的调节和监控。
总之，逆变焊机主电路的设计是一个复杂而重要的过程。
需要综合考虑电源稳定性、效率、成本以及对焊接过程的要求等因素进行设计，以确保设备的性能和可靠性。
设计过程中需要进行详细的电路计算和模拟分析，对各种组件和参数进行选择和调整，以实现理想的焊接效果。
(完整word版)逆变焊机主电路的设计
4.1逆变焊机的工作原理与特点逆变焊机原理框图如图4。
1所示。
该系统采用双闭环控制系统，图中If为反馈电流，Uf为反馈电压,19为给定电流，Ug为给定电压，UO为实际输出电压。
内环为电流反馈闭环控制,反馈信号由电流霍尔传感器得到。
外环为电压反馈闭环控制，反馈信号由电压霍尔传感器得到。
具体控制过程后做分析。
逆变焊机工作时，先将单相220V/50Hz电压整流并滤波后,变为逆变主回路所需的310V左右平滑直流电压。
然后将该直流电压送入逆变主回路，经过大功率电子元件IGBT的交替逆变作用转变成为ZOK左右的中频交流电压，再经过中频降压变压器降压至适合于焊接的几十伏电压，最后经过整流滤波后得到直流焊接输出.借助于控制电路及反馈回路,以及焊接回路的阻抗，可以得到焊接工艺所需的外特性和动特性。
其交流变换顺序为:工频交流一直流一中频交流一降压一直流。
焊机在“交流一直流一交流”阶段的电压频率发生了改变，所以逆变焊也成为变频焊机。
交流和直流反复转换的目的是为了提高该电压的工作频率。
我们知道,按照正弦波分析时变压器输出有如下公式［60]：式中，变压器的体积、重量与Ns有关，而NS与变压器的工作频率f又有直接关系。
当凡一定时，若变压器工作频率从工频(SOHz)提高到20KHz,则绕组匝数与铁心截面积的乘积NS就减少到原来的l/400，而主变压器在逆变焊机中通常所占重量为1/3到2/3,因此提高变压器的工作频率可以使逆变焊机的体积和重量显著的减少。
同时，钢和铁的电能损耗将随所需材料的明显减少而大大降低,焊接质量也有进一步改善.由于上述原因,逆变焊机与传统的晶闸管式焊机和晶体管式焊机相比,具有众多优点：l）高效节能.逆变焊机材料的减少使焊机整体损耗大大降低,其效率可达80％到95％，功率因数可提高到0.9以上,空载损耗极小，只有几十瓦，这一点在能源紧张的今天尤为可贵.2)体积小,重量轻。
这是逆变焊机最明显的优点，主变压器的重量仅为传统弧焊电源工频变压器的几十分之一.3）动态响应时间短,控制速度提高。
LLC谐振半桥的主电路设计指导
低电磁干扰
LLC谐振半桥采用软开关技术， 有效减少开关噪声， 降低电磁 干扰。
选择LLC谐振半桥的优势
高效率
LLC谐振半桥的工作原理使它能够 在较宽的负载范围内保持高效率 ，尤其是在轻载条件下。
高功率密度
由于谐振特性，LLC谐振半桥的开 关损耗较低，这使得它能够实现 更高的功率密度。
良好的电磁兼容性
3 响应时间
过流保护电路的响应时间应足 够快，以确保在电流超过安全 限值之前及时切断电源。
4 恢复机制
过流保护电路应具备恢复机制 ，在故障排除后可以恢复正常 工作。
温度保护电路设计
Байду номын сангаас
温度传感器选型
温度传感器应具有良好的精度， 能够在较宽的温度范围内准确地 检测到温度变化。
阈值设置
设定合适的温度阈值，避免过高 的保护温度导致系统误触发，同 时又要保证系统在过热时能及时 保护。
电压反馈
电压反馈电路监测输出电压，调整PWM占 空比以维持设定电压。
电流反馈
电流反馈电路监测输出电流，限制电流过 载，保护系统安全。
混合反馈
结合电压和电流反馈，实现更精确的控制 ，提高系统稳定性。
软启动电路设计
缓启动
防止启动电流过大，保护开关管和电源。
电流控制
逐渐增加输出电压和电流，避免冲击。
稳定性
保护措施
当温度超过阈值时，保护电路应及时切断电源或采取其他措施，防止设备 过热损坏。
电路拓扑综合考虑
LLC 谐振半桥电路拓扑设计需要综合考虑多个因素，包括输入电压范围、输出 功率、工作频率、效率、成本等。选择合适的拓扑结构可以有效提高电路的性 能。
例如，对于高功率应用，可以采用并联谐振拓扑，以降低开关管的电流应力， 提高效率。对于低成本应用，可以选择串联谐振拓扑，结构简单，成本低廉。 还需要考虑电路的稳定性，避免出现谐振频率偏移或振荡。
第三章变流器主电路参数计算和保护环节设计
第三章 变流器主电路和保护环节设计直流调速系统根据其基本组成部分，可分为主电路和控制电路两大部分。
在系统设计确定主电路的接线方式和系统的控制方案后，就应着手分别对主电路进行参数计算和元件选择，它是系统设计中极其重要的一环。
主电路参数计算和元件选择的具体内容是：整流变压器额定参数计算、晶闸管整流元件（或功率晶体管）的选择与联结、晶闸管的保护、电抗器参数的计算。
第一节 整流变压器额定参数的计算在一般情况下，晶闸管变流装置所要求的交流供电电压与电网供电电压是不一致的，并考虑尽可能减少电网和晶闸管装置间的相互干扰，要求晶闸管主电路与电网隔离，所以需配置整流变压器。
计算整流变压器额定参数时，首先根据整流电路的型式和负载所要求的整流电压d U 取值过高，则晶闸管运行时的控制角α过大，会造成直流电压谐波分量增大，功率因数变坏，无功功率增加；若2U 选择过低，则有可能在控制角为min α时整流桥输出的直流电压d U 仍达不到负载要求的额定值。
整流变压器参数的计算，首先根据整流电路的型式和负载所要求的整流电压dU 和整流电流dI ，计算二次电压2U 、二次电流2I 和一次电流1I ，进而计算其一次、二次容量1S 、2S 及平均计算容量S 。
最后根据上述数据选用现有电力变压器系列产品或自行设计。
一、二次侧相电压2U变压器二次测相电压2U 的计算公式为)(cos 22min max 2Nk VTd d I I Cu A U n RI U U -∆++=αε 在要求不太精确的情况下，2U 可由简化式确定：A U U d /)5.12.1(max 2-=式中，max d U 为变流装置的最大整流输出电压（V ）；R 为整流变压器内阻和平波电抗器之和（Ω）；d I 为电动机额定电流（A ）；VT U n ∆为主电路中电流经过几个串联晶闸管的正向压降（V ）；A 为0=α时d U 与2U 之比，见表3-1；ε为电网波动系数，通常取9.0=ε；为最小控制角，一般可逆系统35~30min =α，不可逆系统 15~10min =α；C为线路接线方式系数，见表3-1；k u 为变压器短路电压比，A KV ⋅100以下05.0=k u ，A KV ⋅1000~100取08.0~05.0=k u ，A KV ⋅1000以上1.0~08.0=k u ；N I I 22/为变压器二次实际工作电流与二次额定电流之比。
LLC谐振半桥的主电路设计指导
LLC谐振半桥的主电路设计指导LLC谐振半桥是一种常用于高频开关电源设计中的电路拓扑结构，具有高效、高稳定性和低电磁干扰等优点。
在设计LLC谐振半桥的主电路时，需要考虑电路拓扑、元器件选型、谐振网络设计等多个方面。
下面是LLC谐振半桥的主电路设计指导。
1.电路拓扑选择：在设计LLC谐振半桥的主电路时，首先需要选择合适的电路拓扑结构。
常用的拓扑结构有两种：基本LLC谐振半桥电路和降压型LLC谐振半桥电路。
基本LLC谐振半桥电路适用于输出电压较高的应用，而降压型LLC谐振半桥电路适合输出电压较低的应用。
2.元器件选型：在选择元器件时，需要考虑电源的输入电压和输出功率等参数。
选取合适的功率开关器件是关键，常用的器件有MOSFET和IGBT等。
此外，还需要选择适当的谐振电感、谐振电容和谐振电容的串联电阻等元器件。
3.谐振网络设计：设计LLC谐振半桥的主电路时，谐振网络的设计非常重要。
在设计过程中，需要根据输入电压和输出功率来确定合适的谐振频率。
同时，需要设计合适的谐振电感和谐振电容，使其能够满足电路的谐振需求，并保证系统的稳定性。
另外，还需要考虑谐振电容的串联电阻，以防止谐振过程中的过电压和过电流问题。
4.控制电路设计：在LLC谐振半桥电路中，控制电路起着重要的作用。
控制电路需要能够实时监测输入电压、输出电压和输出功率等参数，并通过合适的控制方式来实现电流和电压的自适应调节。
控制电路还需要能够实现各种保护功能，如过压保护、过流保护和温度保护等。
5.热管理：由于LLC谐振半桥电路在高功率情况下会产生较大的热量，因此热管理是必要的。
可以通过散热器、风扇等方式来有效降低电路温度，保证系统的稳定性和可靠性。
总结：LLC谐振半桥的主电路设计需要综合考虑电路拓扑结构、元器件选型、谐振网络设计、控制电路设计和热管理等多个方面。
在设计过程中，需要根据具体的要求和参数进行合理的选择和设计，以确保系统的高效运行和稳定性。
电路主要参数的设计
3 电路主要参数的设计3.1 高频变压器的设计（1）输出功率：次级主电路输出为500W ，次级辅助输出，一路为18V ，电流为2A ，另一路为12V ，电流为2A ，总的输出：W P o 5602*122*18500=++= 设效率80%η=，则 输入功率： W P P oi 700%80560===η根据输入功率选择EE55磁芯 设工作频率为38kHz ，则3126.338*10T us =≈ 取占空比D=0.4，则 *26.3*0.410.52on T T D us === 取on T =10us（2）计算初级直流输入电压对于单相交流电容滤波，直流电压约为交流输入电压有效值的1.2倍，则：dc V =ac V *1.2=220V*1.2=264V（3）计算初级电感p L变压器初级绕组中的平均电流 A I DC 65.2264700≈=则 变压器初级绕组中的峰值电流 A D I I DC p 25.132*4.065.22*===变压器初级电感量 mH I T V L p on DC p 199.025.1310*10*264*6≈==-（4）计算原边匝数为防止变压器进入饱和区，留有裕量，取B ∆=0.3T ，EE55磁芯中心柱的面积为3402mm66*264*10*1025.9*0.3*340*10dc on p e V T N B A T --==≈∆匝，取为26匝（后来调试时实绕25匝）（5）计算次级匝数初级绕组每伏匝数 2641026dc p V n N ==≈伏/匝 次级主绕组匝数 2402410sm N ==匝 每一半绕组为12匝 两辅助输出匝数 8.110181==S N 匝 取为2匝 S212N 1.210==匝 取为2匝（6）线径的选择。
变压器次级峰值电流 26*13.25*14.3524p smp p smN I I A N ==≈ 已知，初级电流的峰值为p I 的三角波，有效值为(13.25*0.632 4.831.732rms I ==≈初级） A若取23/A mm 则所需导线面积 24.831.613S mm == 为了减小集肤效应带来的影响，采用20.47mm 线来绕则 1.613.430.47n =≈匝 留有裕量，6匝并绕 同样的方法可以计算次级主绕组6匝并绕，两个辅助输出6匝并绕。
LLC主电路详细设计计算书
第二章 主电路详细设计计算书第一节 输入EMI 和软启动部分详细设计计算书一、主要技术条件和输入输出接口1) 输入工作电压范围 323-475Vac2) 过压动作点485 ±10Vac ；迟差：10－25VacVac欠压动作点313±10Vac ，迟差：10－25Vac3) EMI: 模块的传导到达EN55022的标准，4) 输出最大功率4400W5) 额定输入电压380Vac ，输出48V ，输出电流92A ，效率输出效率大于92％。
6) 模块最高静态耐压为500Vac三、 设计中的变量说明无四、输入EMI 和软启动部分计算过程1.输入整流桥模块的输出功率最大为4400W ，由于电压输入模块效率比额定输入时电压低，因此效率假设为91%，功率因数最小为0.9，输入电压最低为330VAC ，最高工作电压为440VAC ，最高静态电压为500VAC ，故：整流桥承受的最高反压Vf ＝500*1.414=707V 。
输入的最大电流为， I=A 7.1032909.091.04400=⨯⨯⨯。
考虑电网的波动、浪涌、雷击等情况，采用1600V/35A 的桥堆.参数1600V/35A/1.7V/卧式/28.5*28.5*10mm 。
假定输入滤波电感电流连续，则输入电感中的电流的平均值如下Imax=A 13.143809.091.04400=⨯⨯ 则所有整流桥的二极管的最大功耗为W=14.13×1.7×2=48.042W2.输出滤波电容输入滤波电容在这里具有两个作用，一个是平滑输入电压，流过它的电流为300HZ 的电流，对功率因数起决定作用，另一个作用是吸收后级DC/DC 变换器的开关纹波电流。
后级DC/DC 变换器的纹波电流，设计输入滤波电感的电流连续，近似取输出滤波电感的纹波电流有效值，最大值取2.2A ，折算到原边为2.3A 。
铝电解电容器-400V-680μF ±20%-35*50-85℃ 电容能通过的纹波电流有效值为3.08A ，在50K 时的纹波电流为3.08*1.43， 采用6个串并联。
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dc
R
L
load
主电路参数的选择
在三相PWM 整流器的系统设计中，主电路的参数选择至关重要。
它关系到电路是否能够正常工作和满足要求。
同时，由电流环和电压环的设计可以看出，主电路参数还直接关系到控制器参数的选择。
（1）交流侧电感
三相PWM 整流器交流侧电感的取值不仅影响到电流环的动静态响应，而且还制约着系统的输出功率、功率因数及直流电压，增大电感值可抑制开关谐波，减少整流器对电网的污染；减少电感可提高电流的跟踪速度，同时提高系统的功率传送能力。
文献[1]分别从抑制谐波的角度和快速电流跟踪地角度给出了电感选择的下限值和上限值。
具体公式如下:
ω
I U L I U T E E U m dc
s dc s
m m dc 322)32(max
≤
≤
∆-
式中：E m 为网侧电动势的峰值；I max ∆为最大允许谐波电流的脉动量，一般取I I m %20max =∆，I m 为网侧电流峰值,其计算公式为:E P I m
N m 32=。
实验中U dc =600V ，E m =311V ，s K
T s
201
=
，则可得H mH L s 3.0035.4≤≤ （2）直流侧电容
直流侧电容C 能够缓冲交流侧与直流侧负载间的能量交换、稳定直流侧的输出电压并抑制直流侧的谐波电压。
文献[2]中以电容电压的波动量为出发点，认为瞬态过程中由于负载变化而引起输入输出的功率不平衡，并导致直流侧电压的波动，特别是当系统由最大功率整流到最大功率逆变突变（或反之）时，输入和输出功率的偏差最大，瞬态过程最长，且瞬态过程中功率偏差所引起的电容上的电压波动较大。
文献[3]中给出了瞬态时间的估算公式，如下:
将上式代入
U
U dc dc
teans dc
max
L
T P C
∆≥
进而得出以下电容的设计公式：
)
32(
cos 4max 2
3C
E U E U U P a dc
a dc dc L
dc
-∆≥
ϕ
式中：U dc 为电容电压，U dc ∆为电容电压波动量，ϕcos 为网侧功率因数，P L 为负载功率。
实验中取U U dc dc %30=∆，P L 取为2kW ，则uF dc 1784C ≥
利用上述方法，设计容量为2KW 的整流器。
已知交流侧输入电压为50Hz ，有效值为220V ，载波频率为20kHz ，则直流侧电压取为600V ，设计电感电容参数并留有一定裕量，交流侧电感取为4.5mH,直流侧电容取为2000uF 。
若交流侧电压为110V ,则U dc 取为300V,mH L s 009.1≥,取为2mH ，
mF dc
20C
≥，取为20mF.
参考文献:
[1] 张崇巍,张兴.PWM 整流器及其控制[M].北京：机械工业出版社，2005. [2] 沈安文.双PWM 交流传动系统中主电路储能元件设计[J].华中理工大学
E U I L T
a
dc
a
s trans
-≈
322
报，1999，27（7）：23-25.
[3] 史伟伟，蒋全，胡敏强.三相电压型PWM整流器的数学模型和主电路设计[J].东南大学学报，2002，32（1）：50-55.
[4] 江亚群，杨理，伍旭鹏，曹立波.三相电压型脉宽调制整流器的系统设计及仿真.上海交通大学学报.2010，44（9）：1271-1275.。