松耦合变压器电路的补偿方式

原理图

提高耦合系数

耦合系数的数值越大,则代表传输过程中的损耗越低,因此也意味着电能传输效率越高。

耦合系数k=M/(L1L2)

其中M为原、副绕组直接的互感,L1和L2分别为原、副绕边的自感,因此从式中可以看出,当绕组的自感一定时,互感越大,耦合系数越高。

而影响互感的因素有很多,如相邻两线圈的几何尺寸、线圈的匝数、线圈所处位置媒质的磁导率等

我们可以多方面着手提高互感:选择不同的变压器结构、选用磁导率更高的磁芯等

加入补偿电容

(目的是提高系统的传输效率) 通过对原、副边电感的谐振补偿来减少甚至消除所产生的无功功率,即利用容抗来平衡电路中的感抗

  1. 容抗:电容器接到交流电源时,实际上自由电荷也没有通过两极间的绝缘介质,只是由于两极板间的电压在变化,当电压升高时,电荷向电容器的极板上聚集,形成充电电流;当电压降低时,电荷离开极板,形成放电电流。电容器交替进行充电和放电,电路中就有了电流,表现为交流“通过”了电容器。问题是在给电容器充电的同时,积累在两极板上的电荷又会排斥将要到达两极板的电荷,因此对交变电流也有阻碍作用。 1.1 影响因素:电容器的电容越大,表明电容器储存电荷的能力越大,在电压一定的条件下,单位时间内电路中充、放电移动的电荷量越大,电流越大,所以电容对交变电流的阻碍作用越小,即容抗越小;在交变电流的电压一定时,交变电流的频率越高,电路中充、放电越频繁,单位时间内电荷移动速率越大,电流越大,电容对交变电流的阻碍作用越小,即容抗越小。表达式:Xc=1/(2πfC),f——赫兹(Hz),C——电容,法拉(F)

  2. 感抗:当线圈中有电流通过时,就会在线圈中形成感应电磁场,而感应电磁场又会在线圈中产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。因此,我们把这种电流与线圈之间的相互作用称其为电的感抗,也就是电路中的电感。 2.2 影响因素:XL = ωL = 2πfL ,XL 就是感抗,单位为欧姆 ,ω 是交流发电机运转的角速度,单位为弧度/秒,f 是频率,单位为赫兹 ,L 是线圈电感,单位为亨利。

在耦合电路中加入补偿电容是为了平衡漏感抗,有效地补偿耦合电路中的无功功率,改善系统电能传输性能。 单边补偿(o_ _)ノ 双边补偿━┳━ ━┳━

实现开关管的软开关

  1. 开关管:通常指开关三极管
  2. 随着工作频率的逐渐增高,采用硬开关技术的功率变换器的开关损耗、开关噪音、电磁干扰等弊端凸显的越来越明显,严重影响了系统的传输效率。
  3. 软开关技术利用电路中的小电感、小电容等软件实现谐振,以创造零电压或零电流开关的条件,有效地弥补了硬开关技术的缺陷。 软开关的特性,极大的避免了电压和电流的交叉而产生的在开关管处的损耗,进而提升了传输效率。

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