【摘 要】
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固态变压器除了具有传统变压器的变压和隔离功能外,还具有电压、功率和无功调节、故障保护等功能,方便新能源、储能和交、直流负荷接入,因此固态变压器将在未来交、直流电网中发挥重要的作用。本文开展了面向固态变压器的中频变压器和LLC变换器的设计方法的研究。本文首先回顾了中频变压器绕组损耗和磁芯损耗的计算方法,讨论了中频变压器的优化设计方法,并给出设计实例。设计了20k W中频变压器样机,并进行了阻抗测试、
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（项目编号:51777189）；
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固态变压器除了具有传统变压器的变压和隔离功能外,还具有电压、功率和无功调节、故障保护等功能,方便新能源、储能和交、直流负荷接入,因此固态变压器将在未来交、直流电网中发挥重要的作用。本文开展了面向固态变压器的中频变压器和LLC变换器的设计方法的研究。本文首先回顾了中频变压器绕组损耗和磁芯损耗的计算方法,讨论了中频变压器的优化设计方法,并给出设计实例。设计了20k W中频变压器样机,并进行了阻抗测试、损耗测试以及绝缘测试,对实验与理论结果进行对比。本文回顾了LLC变换器原理、增益特性及软开关条件等。在比较固态变压器的LLC变换电路常用的控制方法基础上,设计了20k W、750V/750V LLC变换器的激磁电流分裂软开关控制方法。搭建了20k W LLC变换器样机,实验表明采用的软开关控制方法能够使LLC变换电路在全负载范围内实现所有开关管的零电压开通。最后介绍20k W直流固态变压器模块,包括主电路布局、控制、驱动等设计。将设计的中频隔离的LLC变换器应用于20k W固态变压器模块样机中,并进行了功率双方向传输的实验验证。
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