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變壓器解決方案范文1

關鍵詞：單相供電；整流；變頻器

中圖分類號：TM921.51

1 研究背景

應研究需求，一輛貨物輸送車，要水平運動，因為受空間限制，必須從車的運動軌道供電。考慮到安全因素，供電電壓不能高于36V。變頻器和控制器件安裝在車上，電機驅動車輪完成運動。經過計算，車兩個輪子，每個輪子的驅動電機功率需要5.5KW，總功率是11KW。由于現場諸多因素制約，不能改變供電方式，那么解決供電問題就變成了最大的技術障礙。

2 方案選擇

方案一：單相供電，單相變頻器，220V三相電機驅動。

使用單相36V交流電供電，利用升壓變壓器將電壓升為220V，供給變頻器輸入側。該方案原理上是沒有問題的，但是負載功率較大，要求達到5.5KW，但目前單相變頻器最大功率是4KW，由于無法滿足負載要求，所以該方案只能放棄。

方案二：單相供電，經移相，轉變為三相電源，三相通用變頻器。

使用單相36V交流電供電，經過移相裝置移相，分別移動60度和120度后，變成三相交流供電，電壓升為220V或者380V均可。現在市場上移相裝置成熟的產品不多見，而且如此大功率的更是少之又少，并且價格非常昂貴，所以用戶無論從產品還是價格上都無法接受。該方案成本高，性能不穩定，必須放棄。

方案三：單相供電，三相通用變頻器，變頻擴容使用。

如果三相變頻器采用單相供電，會產生兩個問題，一是經整流后的直流電壓值很低，會造成變頻器報警，二是在保證相同輸出功率的情況下，單相交流電供電時的輸入電流會遠遠大于三相交流電供電時的輸入電流。這兩個問題都需要利用變頻器擴容技術才能解決，而且至少應該增加一倍以上的容量。這就大大提高了成本，該方案成本高，用戶不能接受，只能放棄。

方案四：單相供電，變壓整流，三相通用變頻器。

單相36V交流電經變壓器升壓，再整流成直流電壓，給變頻器直流母線供電。采用該方案，變頻器供電穩定，功率也有保證。既能解決供電問題，成本也不高，用戶可以接受，所以最終采用該方案解決供電問題。

3 實施細則

以方案四的設計思路為指導，設計電路圖如圖1：

3.1 變壓器的作用及變壓器相關參數計算

變壓器的作用是將36V交流電壓升壓，為變頻器供電做準備。

如果正常供電壓是三相380V，則變頻器直流側電壓為：

Ud=380×1.35=513V （1）

如果單相橋式整流電路，在有濾波電容的情況下，交流電壓為：

Ua=513÷1.2=427.5V （2）

假設功率因數為0.8，并留出1.3倍余量，則變壓器容量為：

S=11÷0.8×1.3=18KVA （3）

變頻器交流輸入電壓最高可以達到500V，為了避免電壓波動引起直流電壓低而造成變頻器跳閘，變壓器設計輸出三檔，依次是430V，450V，470V，這樣就方便根據現場電壓波動情況提高合適的輸出電壓。

3.2 橋式整流電路相關參數計算

單相整流電路分為半波整流和全波整流兩種，全波整流電路最常用的是橋式整流電路。

橋式整流電路直流側電流：

Id=P÷U=11000÷513=21.4A （4）

整流二極管平均電流：

I=21.4÷2=11A （5）

整流二極管最大耐受電壓：

U=605V （6）

3.3 充放電回路相關參數選擇與計算

橋式整流出的電壓在半個周期內依然是正弦波，這樣大的脈動電壓直接給變頻器供電對變頻器沖擊非常大，所以需要用電容濾波，以使直流電壓平滑。同時，電容可以有效地提高直流電壓的有效值。但是，電容濾波后的電壓特性較軟，帶負載能力很差，當負載較重時，電壓衰減很快，所以電容應該盡可能大些，以提高帶載能力。考慮到變頻器直流側也有電容，故而電容選擇為1000uF左右。

直接對電容充電是危險的，很大的沖擊電流會引起電容爆炸，充電電阻不可缺少。

由此電阻選定為1KΩ，功率20W，功率取決于通電次數，20W可以保證1分鐘內啟動一次。

充電結束后用旁路接觸器將充電電阻旁路，充電電阻僅僅用于通電時減少充電電流，充電完成后需要旁路掉，否則運轉期間，因電容頻繁的充放電，電阻會變成一個耗能元件，使輸入變頻器的功率不足。旁路接觸器用變頻器的繼電器輸出點控制，變頻器啟動后，延時一段時間再將繼電器吸合比較妥當。

3.4 變頻器設置

根據電機銘牌參數及控制要求，設置變頻器相關參數，此處不再贅述。

4 結束語

通過多種方案選擇和現場試驗測試，最終找到了低成本且符合現場實際情況的最優方案，解決了技術難題，使得單相36V電壓給變頻器供電得以實現，目前設備運行良好。

參考文獻：

[1]陳青華，周炯亮.“變頻器技術”課程項目式教學改革與教學設計[J].中國電力教育，2013，13：82-83.

[2]成永杰.真空泵變頻改造[J].科技信息，2010（33）：500.

[3]曲廣慶，李紅燕.丹佛斯變頻器在車間空調機組上的應用[J].電氣時代，2012（4）：70-71.

[4]劉雯.基于負載辨識的整流電路功率分析與計算[D].廣州：華南理工大學，2012.

[5]邱關源.電路原理[M]：第五版.北京：高等教育出版社，2006.

變壓器解決方案范文2

【關鍵詞】變壓器縱差保護 誤動原因 解決方案

供電系統穩定運行和經濟性受變壓器故障這一因素的影響較大，繼電保護裝置可以有效的降低故障率，但同時會存在縱差保護誤動現象，于運行不利。本文主要剖析了導致誤動的主要因素，并提出相應的解決措施。

1 實現變壓器縱差保護的疑難剖析

與正常運行的變壓器相比，故障以及之后的極短時間內，輸入輸出的電流變化很大。基于此提出實現縱差保護需要解決的問題如下：

1.1 變壓器兩側電流的變化

當傳輸功率損耗不計時，變壓器輸入輸出端功率相同，變壓后兩側電流大小不同。另外，接線組別為YN，d11時，會出現30°的相位角偏移，相位和大小的差異決定了出入側電流之和∑I較大。

1.2 穩態不平衡電流大

第一，電源側激磁電流會導致縱差保護中不平衡電流的出現；第二，改變分接頭以滿足系統運行方式及負荷變化時，變壓器兩側電流差值的改變增大了電流不平衡度；第三，變壓器兩側TA的變比不同，也增大了差動保護中的不平衡電流。

1.3 暫態不平衡電流大

（1）兩側差動TA包括變比在內的各項參數不同：由各側TA終端引至保護盤TA的電纜引起的二次負載差距較大。不同型號差動TA暫態特性不同；差動TA二次負載大小的不同使得各回路呈現不同的暫態特征，從而可能在縱差保護中產生很大的不平衡電流。

（2）空投變壓器的勵磁涌流：空投變壓器時產生的勵磁涌流的大小，與變壓器結構有關，與合閘前變壓器鐵芯中剩磁的大小及方向有關，與合閘角有關。合閘角α=0，剩磁ΦS=0.9Φm時，在合閘后的極短時間內，通過變壓器鐵芯中的綜合磁通量的變化曲線為右圖所示的曲線Φ。

由圖1可以看出：當初始合閘角等于0°、變壓器鐵芯中的剩余磁通ΦS=0.9Φm時，鐵芯中的最大磁通達2.9Φm，從而使通過鐵芯的電流過度飽和，勵磁電流的增量十分巨大，這種現象就是通常所說的涌流，或勵磁涌流。

2 變壓器差動保護誤動作原因分析及解決措施

2.1 錯誤的整定值選擇

包括錯誤的差動速斷定值以及二次諧波制動的比率差動定值。差動速斷的定值選取原則是避開能夠導致涌流現象發生的電流與滿負荷情況下的不平衡電流，取兩者中較大者作為定值。通常定值的大小選取為（5～6）Ie，該值的選取是由非電力系統的定值部門利用實踐經驗確定，而非由電力系統相關計算部門得到，兩者的錯節容易導致在空載合閘工況時，保護出現錯誤動作。額定情況下可計算得到差動電流和制動電流，但現場變壓器為非額定工況運行，在系數、誤差以及互感器變比的影響下會導致差電流的形成，導致比率差動保護誤動作。另外，對于變壓器差動保護來說，如果錯誤的選擇二次電流互感器（TA）接線方式整定值，將會導致高壓側相位角無法轉移，造成高低壓兩側電流的不平衡，致使差動保護誤動。

2.2 正常運行時差動保護誤動原因分析

（1）TA二次回路連線接觸不良或短時開路。

（2）TA二次回路中由于一相接觸不良而產生電弧，該電弧的產生將會導致三相之間短路或者接地。

（3）TA二次電纜芯線（相線）外層絕緣保護失效，導致變壓器組正常工作發生短路故障。

（4）差動TA二次回路多點接地，接地點距離較遠導致兩兩之間地電位相差太大。

2.3 區外故障切除后暫態電流導致的誤動

區外故障被切除時，變壓器電流在極短時間內由極大降低到額定值以下。在此期間表現出的暫態特征為極短時間內差動TA電流發生相位的變化，該特征主要由電流自由分量導致。兩側差動TA的電流之差的大小與暫態特征持續的時間的長短與暫態特性的差異有關。當差動元件拐點電流整定值超過差動元件中的小電流值時，差動元件缺少激勵從而無法完成制動等動作。此時，若初始動作電流定值偏小，保護容易誤動。

2.4 區外故障時的誤動

區外故障時TA誤動的情況有兩種，一種是近區故障，另一種是遠區故障。第一種情況下誤動多因TA一側飽和，差動保護存在較大電流差；遠區故障誤動多是由本文2.1所述，多種原因導致的不合理整定值以及其他諸多因素所致。

2.5 防止變壓器縱差保護誤動采取的措施

（1）嚴防TA二次回路接觸不良或開路。

（2）嚴格執行反措要求。

（3）確保差動TA二次電纜絕緣的有效性。

（4）縱差保護用TA的選擇。

（5）合理的整定值。

3 結論

本文通過對這些故障原因的分析，提出了影響變壓器縱差保護運行可靠性的原因，并針對不同的原因提出了與之對應的解決方案。經實踐驗證，本文提出的解決方案可有效提高縱差保護可靠性，降低變壓器縱差動保護誤動引發的機組非正常停機事故發生概率。

參考文獻

[1]王維檢.發電機變壓器繼電保護應用（第二版）[M].北京：中國電力出版社，2003（1-11）.

[2]李玉海，陳雪峰，.電力主設備繼電保護的理論實踐及運行案例[M].北京：中國水利水電出版社，2009：63-74.

作者簡介

高偉（1978-），男，黑龍江齊齊哈爾市人。現為黑龍江華電齊齊哈爾熱電有限公司工程師。研究方向為電力系統自動化。

變壓器解決方案范文3

（一）集中控制

集中控制的目的在于能夠使企業規模或業務擴展之后，能夠充分發揮組合優勢，確保規模的擴張不會引起風險的同步增加，在此基礎上進一步使得1+1大于2。對于X公司變壓器板塊而言，主要包括財務核算體系、物料/BOM/工藝路線等基礎數據、施工規范、質量規范等等。項目將通過基礎數據中心平臺，通過與現有的PDM系統集成，來實現對這些標準/規范的統一制定和維護。在這其中，對于X公司變壓器板塊來講最為關鍵的在于產品BOM系列數據和物料數據。從其他項目制造行業總部的ERP實施經驗來看，基礎數據質量為上線切換以及后續運行的最大影響因素。所以項目實施開始后，應立即成立主數據管理委員會，首先針對物料基礎數據進行完整的梳理和清理；其次，針對產品BOM系列數據，根據裝備制造行業的實施經驗，對產品特性進行深刻的分析，梳理各種產品標準材料以及配件的范圍標準，以此作為指導訂單、生產裝配、采購等的統一指導標準。在項目建設過程中必須進行PDM與ERP系統的關鍵數據集成，實現設計成果的快速轉換，從而實現BOM基礎數據的指導、準線作用；同時將針對板塊業務管理中最為復雜的問題——變更管理設計完善的解決方案，本項目方案使用了SAPERP系統PP模塊ECN功能實現工程技術變更管理。

（二）業務高效運營

業務高效運營是企業管理的最基本要求，項目所設計的解決方案是在全局可視化、關鍵資源及標準規范集中控制的大框架下，實現業務流程及信息的高效協同，在運營效率、信息流轉、PDCA循環周期等環節實現持續的提升。對于X公司變壓器板塊而言，項目的解決方案重點在于建立核心業務橫向一體化。項目基于以下的幾點關鍵解決方案思路，來建立一體化管理平臺，支撐X公司變壓器板塊逐步改善管理：

1.實現全面的財務業務一體化

提高企業核算PDCA循環效率項目將基于集團總部的財務管理平臺架構上，搭建屬于X公司變壓器板塊的財務核算平臺，實現集團與X公司變壓器板塊兩級財務核算。在此基礎上，建立進銷存、生產、項目管理等業務模塊與財務模塊一體化的系統平臺，以此為基礎實現了業務財務一體化，提高整體核算效率。

2.通過智能化引擎

簡化成本核算針對整個企業核算中，難度最大，最耗費財務核算資源的成本管理，項目將在財務業務一體化的基礎上，建立智能化處理引擎，實現自動化的成本核算，滿足以項目維度與物料維度的兩層核算，以縮短核算周期，減少核算工作量，將核算人員從低價值的核算工作中解放出來，增強管理會計核算分析的職能。

3.以訂單管理為切入點

建立銷售管理基礎體系，未來逐步拓展完整的客戶關系管理體系在ERP實施的第一階段，應實現訂單/項目的全生命周期管理。同時，通過建立定價、信用管理等基礎體系，逐步加強銷售環節風險控制。未來基于客戶信息和訂單管理體系，逐漸擴展售前商機管理、市場營銷管理、售后服務管理，逐漸豐富為圍繞客戶為中心的客戶關系管理體系。

4.建立清晰的訂單/項目線索

實現虛擬化的“強”項目管理大型高壓變壓器行業目前的銷售訂單有工程項目的特點，而工程項目的特點決定了X公司變壓器板塊的每一個訂單具有較強的個性特點，需要較強的獨立跟蹤控制的管理需求。然而從業務職能的組織方式來講，又無法做到強項目矩陣管理，因此項目應通過信息化的手段，建立訂單/項目業務線索，建立虛擬化的“項目管理”，實現“弱矩陣+強項目”的管理需求

5.建立產銷結合的供應鏈一體化計劃體系

在X公司變壓器板塊當前及未來的業務中，供應鏈無疑是最為核心的部分，而供應鏈管理中最為關鍵的，則是一系列的計劃管理體系。項目應基于SAP系統建立一體化的供應鏈管理，能夠完整的將設計、營銷、生產、采購、倉儲全部貫通，實現全局一體化的供應鏈計劃管理體系。

（三）全局可視化全局可視化

顧名思義就是能夠看得到全部的情況。本方案所要提供的全局可視化，不僅僅只是簡單的看到全部，還需要做到以下幾點：

1.所有業務環節、所有業務實體

（包括虛擬利潤中心、事業部等）的業務數據（在權限控制機制下）實時、準確、透明可見，在統一的管理平臺共享和流轉。包括財務數據、業務運作數據、績效分析數據等等。

2.基于上一項的基礎

在可見的數據當中，能夠準確、快速的獲知當前運營有異常的環節。基于平衡計分卡、商務智能以及各種業務監控平臺，對業務執行的狀況進行實時的監控，讓X公司變壓器板塊各級管理者能夠盡早、準確的了解哪些業務出現了異常。

3.系統還應進一步提供業務執行異常的問題

追溯，使得X公司變壓器板塊管理者在掌握業務問題之后，能夠進一步深入的了解問題的組成原因。有了這樣的信息化支撐體系，將能給各級管理者強有力的工具支持。

二、項目實施建設方案

確定后，開始項目的實施，實施分為如下五個階段。

（一）項目準備階段

本階段主要進行了如下工作：項目啟動大會，決定項目組織結構，明確項目組成員的角色和責任，確認項目基線計劃；項目組概覽培訓；項目規范制定；技術環境準備；確定業務藍圖階段工作計劃。

（二）業務藍圖階段

本階段主要進行了如下工作：業務調研和分析；數據標準化設計；業務組織結構；業務流程清單；定義未來業務藍圖（包括業務流程和崗位職責）；開發需求和評估確認；數據收集和清理。

（三）系統實現階段

本階段主要進行了如下工作：系統單元詳細配置；開發設計和測試（包括功能增強、表單、平臺、接口、報表和導入程序）；培訓和單元測試；集成測試；數據收集和清理。

（四）上線準備階段

本階段主要進行了如下工作：最終數據確認；最終用戶培訓；生產系統環境確認；系統切換；上線盤點；動態數據準備；上線支持準備。

（五）項目上線

項目上線后經過一段時間的試運行和對系統的進一步完善和調整，穩定的運行在板塊內的各個企業中。

三、結語

變壓器解決方案范文4

東營港口配電所電力來源由所在地110kV變電站10kV兩條回路提供，由變電所到岸邊計量柜為10km架空母線，岸邊計量柜用作供電公司計量專用。由岸邊計量柜到港口配電所為10km高壓電纜。

港口配電所電力系統配置分為I、II段10kV母線供電。其中I段母線負載為四臺門機設備；其中三臺裝機容量為650kW，一臺裝機容量為750kW；II段母線負載為兩臺門機設備和一臺生活變；其中兩臺門機裝機容量分別為650kW，一臺生活變為SCB10-800型800kVA變壓器，此變壓器用于港口上生活照明低壓系統供電。每臺門機均由港口配電所10kV直接供電。每臺門機上配有上述容量的變壓器，將10kV變為0.4kV供給整套門機內設備用電。

2 現場測試情況及數據統計

2.1 測試現場基本情況

因II段母線上的兩臺門機還未安裝完畢，負載只有一臺800kVA生活變；僅對I段母線進行了測試，測試位置（電流、電壓信號取樣）為I段母線進線柜，負載運行情況為：啟動三臺門機，其中兩臺門機帶載運行，通過抓斗抓貨物進行上下提升作業，一臺因沒有抓斗空載運行；通過對現場人員的了解此種運行方式以基本接近此港口正常工作時狀態。

2.2 測試相關數據及分析

1）電壓、電流、有功功率、視在功率、功率因數測試數據分析：從檢測相關數據可以看出一段母線的電流、有功功率、視在功率、功率因數的幅值和頻率都變化非常快，電流最大值為：26.5A，最小值為：3.1A；有功功率最大值為：0.472MW，最小值為：-0.239MW；視在功率最大值為：0.510MW，最小值為：0.038MW；功率因數最大值為：0.925，最小值為：-0.578；另外從岸邊計量柜計量表觀測到功率因數的0.75～0.99之間波動；（由于岸邊進線柜取不出電壓、電流信號故沒有測試出此處的相關數據）。

另從PT柜觀測到一段空載時電壓為A相：10.53KV B相：10.52KV C相：10.57KV 在帶三臺門機運行時電壓為A相：10.27KV B相：10.27KV C相：10.17KV 并沒有太大的壓降，電壓一直比較穩定，沒有多大波動。

2）電壓、電流波形及諧波測試數據：分析：從檢測相關數據可以看出總電壓諧波畸變率為：6.7%，其主要成分為5、7次諧波。5次諧波為：3.2%；5次諧波為3.57%。門機設備上使用的變頻器設備比較多，因此可以看出諧波污染情況比較嚴重。

3 解決方案分析

通常情況下港口門機供電方式為由一臺容量較大的變壓器將10kV變為0.4kV，變壓器安裝在港口配電所內，再由低壓電纜供電統一向各臺門機供電。而東營港口設計為每臺門機上都安裝有一臺變壓器，港口配電所向每臺門機送10kV高壓，由各臺門機上的變壓器降壓后向本臺門機供電。此種方式因在每臺門機變壓器選擇上都預留有余量，因每臺門機都留有余量，并且所有門機也不會同時工作，但每臺門機變壓器都是要長期供電的，這樣就造成了總的供電裕量很大，無功消耗也很大。

由于門機工作在不同的工作方式下，有時需要提升，有時需要釋放，有時需要旋轉移動，這就造成了負載變化非常頻繁，相應的無功，有功，電流，功率因數有快速的較大的變化，所以在系統的補償反應速度上必須滿足要求。

門機設備使用的變頻器比較多，產生諧波比較嚴重，在做補償設備時要求進行諧波的重點考慮。盡量能吸收部分諧波，并避免系統的諧振和自身諧波的放大。

3.1 解決方案

對于本系統的實際工況和配電情況，在10kV側作改造是不適用的，在如此快的負載變化過程中，比較經濟的10kV補償裝置是無法到達的。

此外從岸邊計量柜到港口配電所的電力輸送為10kM高壓電纜完成，高壓電纜充電功率比較大，對10kV線路已經做了很大的補償。電網空載電壓比較高，電壓比較穩定，如果在10kV側做無功補償將會大大抬高系統電壓，特別是負荷較低的情況下，對整個系統上所有設備的絕緣是一個破壞，特別是電纜。（根據實際現在了解，系統的保護措施是比較弱的。）

根據實測情況，系統中門機大多時間在中低功率容量運行。從每個月的實際用電量和此次測試的運行電流最大值（26.5A）來看，門機變壓器的裝機容量顯然有大量剩余，負載率非常低。變壓器所要消耗的無功功率非常之大。為了達到最好解決方案，建議在每臺門機變壓器低壓側做無功補償改造。

3.2 具體方案要求

1）在門機的低壓變壓器側作無功補償改造，根據現場情況提出具體的改造方案，補償設備要經過特殊設計安裝在門機上。

2）考慮到諧波的因素，補償裝置必須可以抑制3次以上諧波。

3）系統使用低壓模塊式混合型快速去諧補償裝置，基本的低壓變壓器的空載無功損耗由一般的投切補償完成，負載快速變化部分由快速晶閘管投切完成。

4）結構方案可以參考選用某品牌的LM系列低壓模塊式無功功率去諧補償裝置，完成本項目的改造。

3.3 采用方案設備配置說明

1）型號說明

2）LM系列低壓模塊式無功功率去諧補償裝置簡介

LM系列低壓模塊式無功功率去諧補償裝置廣泛應用于機械制造，冶金，煤礦、石油化工、輕工、建材、鐵道、公路交通、軍工、造船、建筑等低壓供配電系統中，要求動態無功補償且同時需要抑制諧波的工況場合。

LM系列低壓模塊式無功功率去諧補償裝置引用先進核心PFC技術和核心元器件，并且采用優異的控制系統，設計成各種具有去諧功能、不同補償容量的模塊單元，用戶可根據電網、工礦定制組合成所需要的去諧補償容量。

LM系列低壓模塊式無功功率去諧補償裝置包括：LMFC、LMFC（E）、LMTSC、LMTSC（M）系列，LM各系列裝置在統一的設計平臺上，采用模塊式結構，規范設計，設計理念先進，結構合理。各系列具有統一的控制方案、技術規格，安裝尺寸，通用性能強。

3）LM系列低壓模塊式無功功率去諧補償裝置技術特點

裝置在統一的設計平臺上，采用補償支路模塊式結構。模塊組合拼裝，擴展自如，可按照用戶需要組合出各種補償容量和投切方案。

各系列去諧補償模塊標準化設計，易于安裝，通用性強。

在單母線分段接線的配電系統中，兩組補償裝置分別工作在的兩段母線上，兩組補償裝置可實現耦合控制。

可記錄每個支路投切次數和工作時間。可以顯示故障支路，并且在不影響系統運行下屏蔽故障支路。

實時監測顯示進線側V、I、P、Q、COSΦ及THD-V、THD-I和高達19次電網諧波分量。

裝置可以符合各類低壓配電柜尺寸，可與各類型柜體并柜安裝。

結構緊湊，單柜容量較傳統的固定式安裝增加近一倍。

裝置使用安全，檢修方便，散熱合理，壽命長。

變壓器解決方案范文5

引言

電子產品間會通過傳導或者輻射等途徑相互干擾，導致電子產品不能正常工作。因此，電磁兼容在電源產品設計中處于非常重要的地位，若處理不當會帶來很多麻煩。

開關電源是一個很強的騷擾源，這是由于開關管以很高的頻率做開關動作，由此會產生很高的開關噪聲，從而會從電源的輸入端產生差模與共模干擾信號。同時，開關電源中又有很多控制電路，很容易受到自身和其他電子設備的干擾。所以，EMI和EMS問題在電源產品中都需要重視。

    然而對于一個電源系統內有多個子系統的場合，多個子系統之間的電磁兼容問題就更加尖銳。由于電源產品體積的限制，多個子系統在空間上一般都比較靠近，而且通常是共用一個輸入母線，因此，互相之間的干擾會更加嚴重。所以，這類電源系統除了要防止對其他電源系統和設備的干擾，達到政府制定的標準外，還要考慮到電源系統內部子系統之間的相互干擾問題，不然將會影響到整個系統的正常運行。

下面以一個軍用車載電源為例，闡述了在設計中應注意的原則，調試中出現的問題，解決的方案，以及由此得到的經驗。

1 電氣規格和基本方案

1.1 電氣規格

如圖1所示。由于是車載電源，所以該電源系統的輸入為蓄電池，電壓是9～15V。輸出供輻射儀，報警器，偵毒器，打印機，電臺，加熱等6路負載。其電壓有24V，12V，5V3種，要求這3種電壓電氣隔離并且具有獨立保護功能。

1.2 基本方案

12V輸出可以直接用蓄電池供電，因此，DC/DC變換系統只有24V和5V兩路輸出。由于要有獨立保護功能，并且調整率要求也非常高，所以，采用兩個獨立的DC/DC變換器的方案。24V輸出200W，采用RCD復位正激變換器；5V輸出30W，采用反激變換器。圖2給出了該方案的主電路圖。

2 布局上的考慮

因為，有兩路變換器放在同一塊PCB上，所以，布局上需要考慮的問題更加多。

1）雖然在一塊PCB上，但是，兩個變換器還是應該盡量地拉開距離，以減少相互的干擾。所以，正激變換器和反激變換器的功率電路分別在PCB的兩側，中間為控制電路，并且兩組控制電路之間也盡量分開。

2）主電路的輸入輸出除了電解電容外，再各加一顆高頻電容（CBB電容），并且該電容盡量靠近開關和變壓器，使得高頻回路盡量短，從而減少對控制電路的輻射干擾。

3）該電源系統控制芯片的電源也是由輸入電壓提供，沒有另加輔助電源。在靠近每個芯片的地方都加一個高頻去耦電容（獨石電容）。此外，主電路輸入電壓和芯片的供電電壓是同一個電壓，為了防止發生諧振，最好在芯片的供電電壓前加一個LC濾波或RC濾波電路，隔斷主電路和控制電路之間的傳導干擾。

4）為了減少各個控制芯片間的相互干擾，控制地采用單點信號地系統。控制地只通過驅動地和功率地相連，也就是控制地只和開關管的源極相連。但是，實際上驅動電路有較大的脈沖電流，最好的做法是采用變壓器隔離驅動，讓功率電路和控制電路的地徹底分開。

3 調試中出現的問題及解決辦法

該電源系統在調試過程中出現了以下問題：正激變換器和反激變換器在單獨調試的時候非常正常，但是，在兩路同時工作時卻發生了相互之間的干擾，占空比發生振蕩，變壓器有嘯叫聲。

這個現象很明顯是由兩路變換器之間的相互干擾造成的。為了尋找騷擾源而做了一系列的實驗，最終證實是由兩路主電路之間的共模干擾引起振蕩的。具體的實驗過程過于繁瑣，在這里就不描述了。

這些問題的解決方法有很多種。下面給出幾種當時采用的解決方案，以及提出一些還可以采用的方案。

1）在每個變換器的輸出側加共模濾波器這樣不僅可以減小對負載的共模干擾，并且對自身的控制電路也有好處。因為，輸出電壓經過分壓后要反饋到控制電路中，如果輸出電壓中含有共模干擾信號，那么控制電路也會由此引入共模干擾信號。所以，在變換器的輸出側加共模濾波器是非常有必要的，不僅減小對負載的共模干擾，還會減小對控制電路的共模干擾。

2）在反激變換器和正激變換器之間加一個共模濾波器這樣可以減少兩路變換器主電路之間的傳導干擾。因為，反激側差模電流較小，所以，將共模濾波器放在反激側，如圖3所示。另外，為了防止兩路電源之間的相互干擾，共模濾波器設計成π型，這樣從每一邊看都是一個共模濾波器。

3）將反激變壓器繞組的饒法改成原—副—原—副—原—副的多層夾層饒法采取該措施后變壓器原副邊的耦合更加緊密，使漏感減小，開關管上電壓尖峰明顯降低。同時共模騷擾源的強度也隨之降低。在不采用解決方案2）時，采用本方案也解決了問題。而且，這種方法從根源上改善了電磁兼容性能，且繞組的趨膚效應和層間效應也都會改善，從而降低了損耗。但是，這種繞法是以犧牲原副邊的絕緣強度為代價的，在原副邊絕緣要求高的場合并不適用。

4）減慢開關的開通和關斷速度這樣開關管上的電壓尖峰也會降低，也能在一定程度上解決問題。但是，這是以增加開關管的開關損耗為代價的。

5）開關頻率同步兩路變換器的工作頻率都是100kHz，但是，使用兩個RC振蕩電路，參數上會有離散性，兩個頻率會有一定偏差。這樣兩路電源可能會產生一個拍頻引起振蕩。所以，也嘗試了用一個RC振蕩電路，一個PWM芯片由另一個PWM芯片來同步，這樣可以保證嚴格的同頻和同時開通，對減少兩路電源之間的干擾會有一定好處。在這個電源系統中，采用的PWM芯片是ST公司的L5991芯片，可以非常方便地接成兩路同步的方式，如圖4所示。

    6）在二極管電路中串聯一個飽和電感，減小二極管的反向恢復，從而減小共模干擾源的強度在電流大的時候，飽和電感由于飽和而等效為一根導線。在二極管關斷過程中，正向電流減小到過零時，飽和電感表現出很大的電感量，阻擋了反向電流的增加，從而也減小了二極管上電壓尖峰。從電磁兼容的角度講，是減小了騷擾源的強度。用這種方法抑制二極管的反向恢復也會造成一定的損耗，但是，由于使用的電感是非線形的，所以，額外損耗相對RC吸收來說還是比較小的。

圖5（a）是正激變換器在沒有加飽和電感時續流二極管DR2的電壓波形，較高的振蕩電壓尖峰是很強的騷擾源。圖5（b）是正激變換器在加了飽和電感后的二極管電壓波形，電壓尖峰明顯降低，從而大大減弱了該騷擾源的強度。

7）對反激變換器的主開關加電壓尖峰吸收電路盡管反激變壓器繞組的饒法有很大的改進，漏感已減小。但是，由于反激變換器的變壓器不是一個單純的變壓器，而是變壓器和電感的集成，所以，要加氣隙。加氣隙后的變壓器的漏感相對來說還是比較大的。若不加吸收電路，開關管上電壓尖峰會比較高，這不僅增加了開關管的電壓應力，而且也是一個很強的騷擾源。

圖6給出了反激變換器的吸收電路。R1，C1，D組成了RCD鉗位吸收電路，它可以很好地吸收變壓器漏感和開關管結電容諧振產生的電壓尖峰。圖7(a)是沒有加吸收電路時，開關管上漏—源電壓波形，有很高的電壓尖峰。圖7(b)是加了RCD吸收電路時，開關管上漏—源電壓波形，電壓尖峰已大大降低。但是，將圖7(b)振蕩部分放大看，如圖7(c)所示，可以發現，又出現了一些更細的振蕩電壓。該振蕩電壓是由于漏感和二極管D的結電容諧振產生的，靠RCD電路已經無法將其吸收（R2，C2）。所以，又在開關管的漏—源兩端加了RC吸收電路（R2，C2），進一步吸收由于漏感和二極管D的結電容諧振產生的電壓尖峰。吸收后的波形如圖7(d)所示。

圖6和圖7

    8）采用軟開關電路上述解決方案1）－6）是在不改變現有電路拓撲的前提下降低電磁干擾所采用的方案。其中1）－2）是采用切斷耦合途徑的方法；3）－6）是減弱騷擾源的方法。實際上，在選擇電路拓撲時就可以考慮有利于EMC的拓撲，這樣就不容易產生上面的問題。其中采用控制性軟開關拓撲就是一個很好的選擇。選用控制性軟開關拓撲（例如移相全橋變換器、不對稱半橋變換器、LLC諧振變換器[4]），不僅可以減少開關損耗，而且可以降低電壓尖峰，從而減弱騷擾源的強度。但是，采用緩沖型的軟開關拓撲，不僅增加了很多附加電路，并且從降低EMI角度來說也不一定有優勢，因為，大多數緩沖型軟開關拓撲將原先的振蕩能量轉移到附加的電路上了，還是會產生很強的EMI。

變壓器解決方案范文6

朱國來原來是當地一家絕緣材料企業的一名銷售經理。剛畢業的時候，朱國來從車間操作工開始做起，做過送貨押車員，跟著公司的老銷售員去跑過客戶，后來自己聯系建立新的客戶資源，為企業贏得了一個又一個的大訂單，也給自己積累了大量重要的客戶源。短短幾年的磨練，讓中學時代內向靦腆的大男孩很快蛻變成穩重大方的營銷精英。

2008年，朱國來決定自己創業。他找了幾個志同道合的大學同學，他們有的掌握了一定的技術，有的積累了一些營銷經驗，有的則有企業管理實踐經驗，大家湊足了100萬元的啟動資金，物色創業地點，確定創業目標：“技術打包產品”———他們負責提供技術方案，產品委托外加工、服務，給客戶全套的系統解決方案，而蘇州吳江汾湖科創園，正好給他們提供了一個創業平臺。

2008年7月，朱國來和他的創業團隊在汾湖科創園研發樓租下680平方米的辦公室，成立了吳江固德電材系統股份有限公司。

朱國來回憶，“剛進來時，因為企業沒有知名度，凡事都要求著人家去辦事。”初創期的艱難并沒有動搖朱國來堅持下去的決心。

但屋漏偏逢連夜雨，2008年9月，由美國次貸危機引發的全球金融危機全面爆發。全球性市場萎縮，公司的訂單減少，客戶的資金到位也隨之延緩，一系列的連鎖反應，讓原本自身基礎就很薄弱的新公司，陷入舉步維艱的困境。

朱國來每天親自帶著團隊跑客戶，經常工作到凌晨一兩點，第二天又投入到新的工作中去。大家心里都有一個共同的目標—————做好固德。

憑借著年輕人的拼勁和韌性，朱國來帶領著這個年輕的團隊闖過了一關又一關，堅持著，努力著，相互鼓舞著，公司終于迎來了希望的曙光。主動出色的營銷能力和合作力讓固德贏得了預付款模式的訂單，這讓公司資金短缺的困難迎刃而解，朱國來掘到了“第一桶金”。

技術立企成就鳳凰涅槃

金融危機使固德公司主動尋求企業技術轉型，進入了電力發電機、直流輸配電、LED照明電子市場領域，從單一提供絕緣材料產品，轉為提供全套絕緣和復合系統解決方案。

隨著企業知名度的提高，信息渠道的拓寬，固德與北京興華會計師事務所、北京君澤君律師事務所等建立了長期的合作關系，并開始籌劃企業上市融資計劃。朱國來堅持科技創新，組建一支研發團隊，致力于提高產品的質量，推進公司和行業的高質量可持續發展。公司與韓國、瑞士、美國、奧地利、英國知名企業建立了戰略合作伙伴關系，在發電設備、輸配電、牽引動力系統、電子電器產品及變壓器等領域為客戶提供綜合性整體解決方案。公司在發電機和干式變壓器絕緣細分市場具有強大競爭優勢。

在新領域醞釀再跨越

朱國來克服了公司創業初期和成長過程中的一個又一個難題，帶領固德逐步茁壯成長為全國復合材料界的知名供應商。

2012年2月27日，在天津股權交易所交易代碼為000099的固德電材正式掛牌，融資3200萬元，成為我國電氣絕緣行業第一家、國家級科創園中第一家在天津股權交易所掛牌的企業；是蘇州市在天交所科技創新板全國市場第一家掛牌企業。

今年，固德電材銷售額預計將實現2.3億元，與去年相比將增長30%左右，而到目前為止，整個行業增長僅為10%。公司積極引進國內變壓器領域專家及同行業領軍人物，組成研發隊伍，致力于提高產品質量，公司每年都有好幾項科技創新成果，不斷刷新國內絕緣領域的記錄。在發電機和干式變壓器占據市場優勢之后，朱國來又把目光聚焦在輸電領域，醞釀再一次的飛躍。

“我們的產品原來在發電設備領域比較多，今后會衍生到輸電領域，尤其是特高壓、直流的一些輸電領域。”朱國來說。