12脉冲变压器原理

脉冲变压器原理脉冲变压器原理脉冲变压器是一种用于变换电压的电子元件，在电子学领域得到了广泛的应用。

脉冲变压器的原理是基于电磁感应定律，通过变换电磁场的磁感应强度来实现变换电压的目的。

下面将详细介绍脉冲变压器的工作原理和应用。

脉冲变压器的结构和工作原理脉冲变压器由一个磁芯和两个绕组组成，它能够将输入的脉冲信号转换成带变化电压幅度的输出脉冲信号。

通常脉冲变压器的两个绕组环绕在同一个铁芯上，它们分别是输入绕组和输出绕组。

在输入绕组中通常传入一个脉冲信号，而输出绕组则用来输出变换后的脉冲信号。

脉冲变压器主要的工作原理是电磁感应定律。

当输入绕组中通入一个脉冲信号的时候，绕组中就会产生一个瞬时的磁场变化，这个磁场变化会引起磁芯中的磁通量发生变化。

当磁通量发生变化时，就会在输出绕组中产生一个感应电动势，这个感应电动势进一步就会导致输出脉冲信号的变化。

如果输入和输出绕组匝数分别为N1和N2，磁芯的磁导率为μ，输入绕组中的电流为I1，那么在磁芯中的磁通量Φ可以表示为：Φ=N1I1/μ当感应电动势被产生时，其大小是与磁通量Φ、输出线圈的匝数N2以及时间导数dT/dt成正比的，因此可以得到：e=-N2(dΦ/dt)由于磁通量的变化与输入信号有关，因此输出脉冲信号的波形也会随着输入信号的变化而改变。

脉冲变压器的应用脉冲变压器的应用非常广泛，下面将介绍几个常见的应用。

1.开关电源中的脉冲变压器在开关电源中，脉冲变压器被用来实现变换电压的目的。

当开关管被关断的时候，输入绕组中的电流会快速下降，这个快速的电流变化会导致磁通量的变化，从而在输出绕组中产生一个加速的电压。

这个输出电压可以用来充电、滤波和调节输出电压。

2.无线电通信中的脉冲变压器在无线电通信中，脉冲变压器被用来实现信号的传输。

当输入绕组中传入一个调制信号时，输出绕组中就会产生一个相应的变换信号。

这样的信号变换可以通过天线进行无线传输，从而实现通信。

3.计算机磁盘驱动器中的脉冲变压器在计算机磁盘驱动器中，脉冲变压器被用来驱动磁头，以便从磁盘上读取或写入数据。

HARMONIC MITIGATION OF 12-PULSE DRIVESWITH UNBALANCED INPUT LINE VOLTAGESKarl M. HinkMTE CorporationW147 N 9525 Held DriveMenomonee Falls, WI 53051Telephone 262-253-8200; Fax 262-253-8210; E-mail: karlmhink@ABSTRACTTwelve-pulse drives are frequently specified by consulting engineers for heating, ventilating and air conditioning applications because of their theoretical ability to reduce harmonic current distortion, but very little information has been published showing how twelve-pulse drives perform under actual operating conditions with unbalanced input line voltages. This paper presents test data which demonstrate that twelve-pulse drives do not achieve the level of harmonic mitigation most engineers expect and that these drives may not meet the requirements of IEEE-519 under practical operating conditions. The actual performance of twelve-pulse and six-pulse drives is compared to the performance of a six-pulse drive fed by a Matrix Harmonic Filter. The Matrix Harmonic Filter provides superior harmonic mitigation at lower cost.In the mid 1960s when power semiconductors were only available in limited ratings, twelve-pulse drives provided a simpler and more cost effective approach to achieving higher current ratings than direct paralleling of power semiconductors. This technique is still employed today in very large drive applications. A typical diagram of a large twelve-pulse drive appears in figure 1. The drive’s input circuit consists of two six-pulse rectifiers, displaced by 30 electrical degrees, operating in parallel. The 30-degree phase shift is obtained by using a phase shifting transformer. The circuit in figure 1 simply uses an isolation transformer with a delta primary, a delta connected secondary, and a second wye connected secondary to obtain the necessary phase shift. Because the instantaneous outputs of each rectifier are not equal, an interphase reactor is used to support the difference in instantaneous rectifier output voltages and permit each rectifier to operate independently. The primary current in the transformer is the sum of each six-pulse rectifier or a twelve-pulse wave form.Theoretical input current harmonics for rectifier circuits are a function of pulse number and can be expressed as:h = (np + 1) where n= 1, 2, 3,… and p = pulse numberFor a six-pulse rectifier, the input current will have harmonic components at the following multiples of the fundamental frequency.5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 25, 29, 31, etc.For the twelve-pulse system shown in figure 1, the input current will have theoretical harmonic components at the following multiples of the fundamental frequency:11, 13, 23, 25, 35, 37, etc..Note that the 5th and 7th harmonics are absent in the twelve-pulse system. Since the magnitude of each harmonic is proportional to the reciprocal of the harmonic number, the twelve-pulse system has a lower theoretical harmonic current distortion.Figure 1The problem with the circuit shown in figure 1 is that the two rectifiers must share current exactly to achieve the theoretical reduction in harmonics. This requires that the output voltage of both transformer secondary windings match exactly. Because of differences in the transformer secondary impedances and open circuit output voltages, this can be practically accomplished for a given load (typically rated load) but not over a range in loads. This is a very significant problem of the parallel twelve-pulse configuration.A twelve-pulse system can also be constructed from two six-pulse rectifiers connected in series. In this configuration, two six-pulse rectifiers, each generating one half of the DC link voltage, are series connected. Refer to figure 2. In this connection, problems associated with current sharing are avoided and an interphase reactor is not required. For applications where harmonics rather than high current ratings are the issue, this solution is much simpler to implement than the parallel connection.Figure 2Using the series rectifier connection, it is very easy to construct a twelve-pulse drive from a standard six-pulse drive if the six-pulse drive has its DC bus terminals available or permits access to one side of the DC bus. Many standard AC drives provide terminals in the DC bus to accommodate an external DC link choke. These same terminals can be used to add an external rectifier converting the drive to twelve-pulse operation. Refer to figure 3. In this case there is no need for extra circuitry to control inrush current for the second rectifier. The net result is a system solution well within the means of many system integrators. There are many fine textbooks and articles in which rectifier circuits are examined and analyzed in detail. However, most of the analysis is performed under the assumption of balanced three-phase line voltages. Our practical experience suggests that this assumption is not valid for many industrial and commercial power systems, particularly systems with nonlinear loads. As we traveled around the United States working primarily with drive applications, our impression was that most power systems were operating with 1% to 3% unbalance at the point of utilization.ANSI C84.1 – 1995 defines percent voltage unbalance as:100 X (max. deviation from average voltage)(Average Voltage)This same standard also reports that based on field surveys, 98% of power systems are within 0 - 3.0% voltage unbalance range and 66% are within 0 - 1.0% unbalance at the point of common coupling. The standard recommends that electric supply systems be designed and operated to the limit of a maximum voltage unbalance to 3% when measured at the electric utility revenue meter under no-load conditions. Load unbalance within the building power distribution system adds to the utility unbalance at the point of utilization.Figure 3To determine how a twelve-pulse drive system operates under unbalanced line voltage conditions, we constructed a 30 HP twelve-pulse drive from a standard delta delta-wye isolation transformer and standard six-pulse drive using the series bridge connection shown in figure 3. An auto transformer could have been used in place of the isolation transformer. The auto transformer costs less and requires less mounting space, but the isolation transformer was selected because it provides better performance and is readily available from stock. The system was tested with line voltage unbalance ranging from 0% to 3% and with loads ranging from 5% to 110%. The input total harmonic current distortion, THID, is shown in figure 4. THID varied from 12% at full load with balanced line voltages to 65% at 17% load with a 3% unbalance. The data show that the harmonic performance of twelve-pulse drives degrades rapidly with increasing line voltage unbalance. Many users expect that THID should not exceed specified limits from no load to full load. The graph reveals that THID in twelve-pulse drives is very much a function of load. Good performance also requires balanced line voltages.To determine how a six-pulse drive system operates under unbalanced line voltage conditions, we tested a 30 HP drive with a 5% line reactor operating from a power source with a 1% impedance. This system was tested with line voltage unbalance ranging from 0% to 3% and with loads ranging from 5% to 110%. The total harmonic current distortion, THID, is shown in figure 5. THID varied from 29% at full load with balanced line voltage to 95% at 5% load with a 3% line voltage unbalance. The harmonic performance of the twelve-pulse drive is significantly superior to a six-pulse drive under all conditions of line unbalance.Figure 4It is interesting to compare the performance of the twelve-pulse drive with a standard six-pulse drive fitted with an MTE Matrix Harmonic Filter under similar conditions of unbalanced line voltages. The Matrix Harmonic Filter is a type of low pass harmonic filter designed to work with standard six-pulse drives. A Matrix Harmonic Filter was tested feeding a 30 HP six-pulse drive. This system was tested with line voltage unbalance ranging from 0% to 3% and with loads ranging from 5% to 110%. The input total harmonic current distortion, THID, is shown in figure 6. THID varied from 4.7% at full load with balanced line voltage to 9% at 25% load with a 3% line voltage unbalance. The low pass filter provides better harmonic performance than the twelve-pulse system throughout the load range and is significantly less sensitive to voltage unbalance. At 25% load with a 1% line voltage unbalance, the twelve-pulse drive has an input total harmonic current distortion of 29% while the six-pulse drive fed from a low pass Matrix Harmonic Filter has a THID of 7% under the same operating conditions.ConclusionDrives are applied in heating, ventilating, and air conditioning applications because loads are variable and users demand energy efficiency and comfort. Varying loads result in load unbalances within building power distribution systems which add to the utility line voltage unbalance at the point of common coupling. Harmonic mitigation techniques which are not effective with line voltage unbalances of 1% to 3% at the point of utilization will not as a practical matter achieve useful results. The data in this report show that a standard six-pulse drive fed from a low pass Matrix Filter provides superior harmonic performance to a twelve-pulse drive in applications with variable loads and line voltage unbalances ranging from 0% to 3%.Figure 5Figure 6。

脉冲变压器的工作原理脉冲变压器是一种基于磁性耦合原理的电子元件，用于将一组脉冲信号从一个电路传输到另一个电路。

它常常用于相互隔离的电子设备之间的信号传输，如在计算机网络中。

脉冲变压器通常使用铁芯而不是空心线圈，其以可变的磁场强度来传输信号。

以下详细介绍脉冲变压器的工作原理。

1、铁芯原理脉冲变压器的铁芯是由一块铁矽合金制成的，它有一个环形状，里面有两个相邻的绕组，即“主绕组”和“副绕组”。

这两个绕组都绕在铁芯上，而且它们之间没有任何物理连接或导线连接。

2、主绕组声波发射器当脉冲信号通过“主绕组”时，它会在铁芯中产生一个变化的磁场。

这个变化的磁场会产生一个相应的声波，在频率很高的情况下，声波的频率超过了人耳的听力范围。

这个声波就是我们所说的“磁通声波”。

这个声波会在铁芯中传播，而不会向外传播到空气中。

3、副绕组声波接收器当磁通声波到达“副绕组”时，它会在这里产生一个变化的磁场。

这个变化的磁场会在副绕组的导线中产生一个电流，这个电流与通过主绕组的脉冲信号相同。

因此，这个电流可以用来表示主绕组的信号。

4、耦合系数铁芯的质量和绕组的长度是两个主要的因素，它们共同决定了“耦合系数”。

耦合系数是一个数值，它表示主绕组和副绕组之间的磁耦合程度。

当耦合系数为1时，主绕组中的信号完全传输到副绕组中。

当耦合系数不为1时，只有部分信号能够通过。

综上，脉冲变压器的工作原理是基于主绕组中的脉冲信号产生磁通声波，这些声波在铁芯中传播，最终通过副绕组产生电流来表示信号进行传输。

耦合系数决定了主绕组和副绕组之间的磁耦合程度，从而影响了信号的传输效果。

脉冲变压器通过这种原理，在电子设备之间实现信号的相互隔离和传输。

12脉冲变压器谐波分量
12脉冲变压器是一种特殊的变压器，它的输入端和输出端之间的电压波形是由12个脉冲组成的，每个脉冲的宽度为1/12个周期，因此也被称为12脉冲变压器。

在这种变压器中，由于脉冲宽度的限制，可能会存在谐波分量。

谐波分量是指频率是基波频率整数倍的分量。

对于12脉冲变压器，其基波频率为输入电压频率的1/12。

因此，在12脉冲变压器中可能存在的谐波分量频率包括基波频率的整数倍，即：
f = 1/12 × n
其中，n为正整数，表示基波频率的整数倍。

例如，当输入电压频率为50 Hz时，基波频率为1/12 × 50 = 4.17 Hz，因此可能存在的谐波分量频率为：
f = 1/12 × 1 = 0.083 Hz
f = 1/12 × 2 = 0.167 Hz
f = 1/12 × 3 = 0.250 Hz
f = 1/12 × 4 = 0.333 Hz
f = 1/12 × 5 = 0.417 Hz
f = 1/12 × 6 = 0.500 Hz
f = 1/12 × 7 = 0.583 Hz
f = 1/12 × 8 = 0.667 Hz
f = 1/12 × 9 = 0.750 Hz
f = 1/12 × 10 = 0.833 Hz
f = 1/12 × 11 = 0.917 Hz
需要注意的是，谐波分量的大小取决于输入电压的波形和变压器的设计参数，因此在实际应用中需要进行具体的分析和计算。

等值12脉整流变压器原理
等值12脉整流变压器原理
等值12脉整流变压器可以将交流电压转换为相应的直流电压，是一种新型的交直流变压器。

它的工作原理是：交流电源（110V或220V）通过输入端（变压器的热端）的源端进入变压器，然后经过型号等值12脉整流器外壳内绕组线路，每脉有6个线路，从而将交流电压转换为相应的直流电压。

等值12脉整流变压器的热端可以根据具体的需要，改变输出电压的大小，从而达到调节的目的。

这种变压器一般是由几个等值（12脉）绕组组成，因此称之为'等值12脉整流变压器'。

等值12脉整流变压器的使用范围很广，可以用来调节输出电压，如电梯、车辆用的马达、变频器、可调谐器等。

它们可以调整机器的电压和频率，从而更好地控制电机和调节其工作状态。

从技术性能上来讲，等值12脉整流变压器具有良好的稳定性、高效率、节能等特点，广泛应用于各种类型的调节系统中。

它的工作原理也比较简单，只需要更换外壳上的几个螺丝即可，不受影响的场景也比较多，所以是一种比较受欢迎的变压器之一。

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双桥十二脉动整流器原理0引言十二脉冲整流技术的发展由来已久，早在70年代初期，当大功率可控硅发展成熟之际，人们就已经发现了可控硅整流器在将交流电转换为直流电的同时，产生了大量的谐波电流注入到电网中，随之而来的就是谐波电流对电网中的其它负载产生的影响，为此，人们寻求一种解决方法，希望去除掉整流器产生的谐波电流。

在当时的技术水平和条件下，只有两种解决方案：其一是采用两套整流器通过不同相位的叠加，以便消除H5、H7次谐波，也就是12脉冲整流器；另外一种方案就是采用LC型的无源滤波器，试图消除（主要是）H5和（部分的）H7以及少量的其它更高次的谐波。

这在当时算是比较先进的技术。

1十二脉冲整流器原理12脉冲是指在原有6脉冲整流的基础上，在输入端增加移相变压器后在增加一组6脉冲整流器，使直流母线电流由12个可控硅整流完成，因此又称为12脉冲整流。

两个三相整流电路就是通过变压器的不同联结构成12相整流电路。

桥1的网侧电流傅立叶级数展开为：iIA=iIa=2´31/2/p´Id(sinwt-1/5sin5wt-1/7sin7wt+1/11sin11wt+1/13sin13wt-1/17 Sin17wt-1/19sinwt+…)桥II网侧线电压比桥I超前30°，因网侧线电流比桥I超前30°：iIA=2´31/2/p´Id(sinwt+1/5sin5wt+1/7sin7wt+1/11sin11wt+1/13sin13wt+1/17Sin17 wt+1/19sinwt+…)故合成的网侧线电流iA=iIA+iIIA=4´31/2/p(sinwt+1/11sinwt+1/13sin13wt+…)可见，两个整流桥产生的5、7、17、19、…次谐波相互抵消，注入电网的只有12k±1（k为正整数）次谐波，且其有效值与与谐波次数成反比，而与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。

脉冲变压器工作原理
脉冲变压器是一种特殊的电力变压器，主要用于将电能从一个电路传输到另一个电路，例如在直流电路中传输电能。

其工作原理如下：
1. 输入电压方波信号：脉冲变压器的输入端通常接收一个方波信号，信号通常是一个周期性的脉冲。

这个方波信号可以是直流电压的开关信号，或者是其他脉冲信号。

2. 磁性导体：脉冲变压器内部有一个磁性导体，通常是一个铁芯线圈。

这个磁性导体具有高导磁率，可以通过其产生磁场。

3. 动态磁场：当输入信号的脉冲上升沿到来时，导体上的电流开始变化，从而在磁性导体中产生一个变化的磁场。

这个变化的磁场会引起其他线圈（即输出线圈）中的电流变化。

4. 感应电压输出：由于磁场的变化，输出线圈中会感应出一个电压，这个电压的大小取决于输入信号的幅值、占空比以及线圈的参数。

因此，脉冲变压器可以将输入信号的能量传输到输出电路中。

总结起来，脉冲变压器的工作原理主要是通过磁性导体中的变化磁场来实现输入信号能量到输出信号能量的转换。

脉冲变压器的工作原理
脉冲变压器是一种常见的电力变压器，其工作原理是利用高频交流电源经过开关器件进行断续开关，从而产生脉冲信号，进而改变电压大小。

脉冲变压器的基本工作原理是利用分时开关周期性地将输入电源的能量存储在磁场中，并通过变压器的副边将储存的能量转移到输出负载上。

具体而言，它由以下几个部分组成：
1. 输入电源：脉冲变压器的输入电源通常为直流电压。

这个直流电压通过开关器件进行断续开关，产生高频脉冲信号。

2. 开关器件：脉冲变压器中最关键的组件就是开关器件，常见的有晶体管、MOSFET等。

由于高开关频率，这些器件需要
具备快速开关速度和较小的开关损耗。

3. 能量存储元件：能量存储元件一般为电感器或变压器的主边。

在每个开关周期的高电平时间内，输入电源的能量通过开关器件储存到能量存储元件中。

4. 能量转移元件：能量转移元件一般为变压器的副边。

在每个开关周期的低电平时间内，能量存储元件的储存能量通过能量转移元件传递到输出负载上。

通过高频的开关操作，脉冲变压器能够将输入电压在输出端产生不同的电压。

通过合理设计能量存储元件和能量转移元件的参数，可以实现不同的变压比。

总之，脉冲变压器通过高频断续开关的方式，将输入电源的能量以脉冲形式储存和传递，从而改变输出电压大小。

它在电力变换和电源控制等领域有着广泛的应用。

脉冲变压器原理
脉冲变压器是一种用于改变交流电的电压和电流的装置。

它基于电磁感应的原理工作。

在脉冲变压器中，主要有两个线圈：一个称为输入线圈，用于传输电能；另一个称为输出线圈，用于输出改变后的电压。

当输入线圈中通入脉冲电流时，它会产生磁场。

这个磁场会穿透到输出线圈中，从而在输出线圈上感应出电动势。

根据法拉第电磁感应定律，当输入线圈中的电流变化时，就会在输出线圈上产生电压。

脉冲变压器通过改变输入线圈和输出线圈之间的匝数比例，可以实现不同的电压变换。

当匝数比例大于1时，输出电压会增加；当匝数比例小于1时，输出电压会降低。

这使得脉冲变压器可以被用于升压或降压的应用中。

此外，脉冲变压器还可以用于电能的传输。

通过在输入线圈中施加电流脉冲，电能可以被传输到输出线圈中。

这种方式可以实现电能的遥控传输，例如在无线充电器中的应用。

总之，脉冲变压器利用电磁感应的原理，通过改变线圈的匝数比例，实现对电压和电流的变换。

它在电能传输和电压变换等方面具有广泛的应用。

12脉冲整流器原理：
12脉冲是指在原有6脉冲整流的基础上，在输入端、增加移相变压器后在增加一组6脉冲整流器，使直流母线电流由12个可控硅整流完成，因此又称为12脉冲整流。

下图所示两个三相整流电路就是通过变压器的不同联结构成12相整流电路。

12脉冲整流器示意图（由2个6脉冲并联组成）
桥1的网侧电流傅立叶级数展开为：
(1-2)
桥II网侧线电压比桥I超前30°，因网侧线电流比桥I超前30°
(1-3)
故合成的网侧线电流
(1-4)
可见，两个整流桥产生的5、7、17、19、...次谐波相互抵消，注入电网的只有12k±1（k为正整数）次谐波，即11、13、23、25等各次谐波，且其有效值与谐波次数成反比，而与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。

脉冲变压器的工作原理
脉冲变压器是一种特殊的变压器，它主要用于将电能以脉冲形式传递。

脉冲变压器的工作原理与普通变压器有所不同，它利用磁场的变化来实现电压的变换，因此在许多电子设备中得到了广泛应用。

首先，脉冲变压器由一个主要的铁芯和两个绕组组成。

其中一个绕组称为主绕组，另一个称为辅助绕组。

当输入端施加高频脉冲电压时，主绕组中产生的磁场会通过铁芯传导到辅助绕组中。

由于铁芯的存在，磁场会在辅助绕组中感应出电压，这样就实现了电压的变换。

其次，脉冲变压器的工作原理还涉及到磁场的储能和释放。

当输入端的脉冲电压发生变化时，主绕组中的磁场也会随之变化。

这种变化的磁场能量会在铁芯中储存起来，然后再通过铁芯传导到辅助绕组中，最终转化为输出端的电压。

因此，脉冲变压器可以实现将输入端的高频脉冲电压转换为输出端所需的电压。

另外，脉冲变压器还可以实现电压的升降。

通过合理设计主绕组和辅助绕组的匝数比例，可以实现输入端电压到输出端电压的升
降。

这样的设计可以满足各种电子设备对电压的不同需求，提高了脉冲变压器的灵活性和适用性。

总的来说，脉冲变压器的工作原理是利用磁场的变化来实现电压的变换，通过磁场的储能和释放来实现输入端电压到输出端电压的转换，同时可以实现电压的升降。

这种工作原理使得脉冲变压器在电子设备中得到了广泛的应用，成为了电能传输和转换的重要组成部分。

12v脉冲充电器电路图（五款12v脉冲充电器电路设计原理图详解）描述12v脉冲充电器电路图（⼀）本⽂所介绍的全⾃动脉冲充电电路图，如下图所⽰。

该电路由NE555构成多谐振荡器，其输出端控制可控硅的通断；IC2为电压⽐较器。

当不接⼊电池时，⽐较器“+”端通过上拉电阻⾼于“-”端电平，因此⽐较器输出⾼电平，发光管不亮。

当接⼊电压不⾜的电池时，⽐较器“+”端电平低于“-”端，输出低电平，晶体管在IC1的3脚为⾼电平时导通，对电池充电。

在IC1的3脚为低电平时截⽌，电池以⼩电流通过集电极放电，发光管也随之周期性发光（因放电电流较⼩，不⾜以使发光管在放电期间发光），当电池充满时，⽐较器“+”端电位⾼于“-”端，输出⾼电平，三极管截⽌，发光管长时间不亮，⽰意充电完成。

12v脉冲充电器电路图（⼆）电路原理：如图为脉冲式快速充电器电路。

本镍镉电池充电器采⽤⼤电流脉冲放电的形式，以达到快速充电的效果并能减少不良的极化作⽤，增加电池使⽤寿命。

脉冲充电器的电路结构由电路滤波、⼀次整流滤波、PWM变换、⼆次整流滤波、脉冲电路、充放电电路和反馈控制。

该电路与普通开关电源电路相⽐，多了脉冲产⽣电路与充放电电路部分。

为了提⾼该电路的变换效率，PWM控制采⽤贵⽣动⼒专⽤研发的集成控制器件；脉冲产⽣电路采⽤了555时基电路与⼗进位计数器/分频电路。

DC/DC变换部分是使⽤贵⽣动⼒专⽤研发的反激式电路。

除了PWM控制本⾝的特性，如⼯作在准谐振模式、空载降频、动态⾃供电、⽆载功耗低等特⾊外，均与常规反激式电路相似。

12v脉冲充电器电路图（三）此设计是⼀种20A最⼤功率点跟踪（MPPT）太阳能充电控制器，专为对应于12V和24V⾯板的太阳能⾯板输⼊⽽设计。

此设计⾯向中⼩型功率太阳能充电器解决⽅案，能够通过12V/24V⾯板和12V/24V电池⼯作，输出电流⾼达20A。

此设计注重扩展性，通过将MOSFET改为100V额定部件可以轻松适应48V系统。

开关变压器脉冲变压器工作原理开关变压器的工作原理开关变压器一般都是工作于开关状态；当输入电压为直流脉冲电压时，称为单极性脉冲输入，如单激式变压器开关电源；当输入电压为交流脉冲电压时，称为双极性脉冲输入，如双激式变压器开关电源；因此，开关变压器也可以称为脉冲变压器，因为其输入电压是一序列脉冲；不过要真正较量起来的时候，开关变压器与脉冲变压器在工作原理上还是有区别的，因为开关变压器还分正、反激输出，这一点后面还将详细说明。

设开关变压器铁芯的截面为S，当幅度为U、宽度为τ的矩形脉冲电压施加到开关变压器的初级线圈上时，在开关变压器的初级线圈中就有励磁电流流过；同时，在开关变压器的铁芯中就会产生磁场，变压器的铁芯就会被磁化，在磁场强度为H的磁场作用下又会产生磁通密度为B的磁力线通量，简称磁通，用“Φ ”表示；磁通密度B或磁通Φ受磁场强度H的作用而发生变化的过程，称为磁化过程。

所谓的励磁电流，就是让变压器铁芯充磁和消磁的电流。

根据法拉第电磁感应定理，电感线圈中的磁场或磁通密度发生变化时，将在线圈中产生感应电动势；线圈中感应电动势为：U=NdΦ/dt=NS*dB/dt （2-4）式中，N为开关变压器的初级线圈的匝数；Φ为变压器铁芯的磁通量；B为变压器铁芯的磁感应强度或磁通密度平均值。

这里引进磁通密度平均值的概念，是因为变压器铁芯中的磁通并不是均匀分布，磁通密度与铁芯或铁芯截面上的磁通实际分布有关。

因此，在分析诸如变压器的某些宏观特性的时候，有时需要使用平均值的概念，以便处理问题简单。

从（2-4）式可知，磁通密度的变化以等速变化进行，即：dB/dt=U/NS （2-5）假定磁通密度的初始值为B(0) = Bo（取t = 0），当t > 0时，磁通密度以线性规律增长，磁通密度以线性规律增长，即：B=B0+U*t/NS （2-6）当t = τ时，即时间达到脉冲的后沿时，磁通密度达到最大值Bm = B(τ)。

磁通密度增量（磁通密度初始值和最终值之差）?B = B(τ)－B(0) = Bm－Bo 。

6脉冲、12脉冲可控硅整流器原理与区别6脉冲、12脉冲可控硅整流器原理与区别摘要：本文从理论推导、实测数据分析、谐波分析和改善对策、性能对比四个方面详细阐述6脉冲和12脉冲整流器的原理和区别。

对大功率UPS的整流技术有一个深入全面的剖析。

一、理论推导1、6脉冲整流器原理：6脉冲指以6个可控硅（晶闸管）组成的全桥整流，由于有6个开关脉冲对6个可控硅分别控制，所以叫6脉冲整流。

当忽略三相桥式可控硅整流电路换相过程和电流脉动，假定交流侧电抗为零，直流电感为无穷大，延迟触发角a为零，则交流侧电流傅里叶级数展开为：由公式（1-1）可得以下结论：电流中含6K?1（k为正整数）次谐波，即5、7、11、13...等各次谐波，各次谐波的有效值与谐波次数成反比，且与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。

图1.1 计算机仿真的6脉冲A相的输入电压、电流波形2、12脉冲整流器原理：12脉冲是指在原有6脉冲整流的基础上，在输入端、增加移相变压器后在增加一组6脉冲整流器，使直流母线电流由12个可控硅整流完成，因此又称为12脉冲整流。

下图所示I和II两个三相整流电路就是通过变压器的不同联结构成12相整流电路。

12脉冲整流器示意图（由2个6脉冲并联组成桥1的网侧电流傅立叶级数展开为：桥II网侧线电压比桥I超前30?，因网侧线电流比桥I超前30?故合成的网侧线电流可见，两个整流桥产生的5、7、17、19、...次谐波相互抵消，注入电网的只有12k?1（k为正整数）次谐波，即11、13、23、25等各次谐波，且其有效值与与谐波次数成反比，而与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。

图1.2 计算机仿真的12脉冲UPS A相的输入电压、电流波形二、实测数据分析。

以上计算为理想状态，忽略了很多因数，如换相过程、直流侧电流脉动、触发延迟角，交流侧电抗等。

因此实测值与计算值有一定出入。

理论计算谐波表：某型号大功率UPS谐波实测数据表：从以上两表对比可得，6脉整流器谐波含量最大为5次谐波、12脉整流器强度最大为11次谐波，与理论计算结果一致。

脉冲变压器工作原理脉冲变压器是一种将交流电转换为脉冲电流的设备，它的工作原理基于电磁感应和自感现象。

脉冲变压器通常用于电子设备中，如电子变频器、电压稳压器等。

接下来，我们将详细介绍脉冲变压器的工作原理。

脉冲变压器由一个铁芯和两个线圈组成，分别称为主线圈和副线圈。

主线圈通常由较多的匝数组成，而副线圈则具有较少的匝数。

当主线圈中通过交流电时，会在铁芯中产生交变磁场。

这个交变磁场会穿过副线圈，从而在副线圈中感应出电流。

脉冲变压器的工作原理可以通过自感现象来解释。

自感现象是指通过电流变化而产生的电磁感应现象。

当主线圈中的电流发生变化时，会在铁芯中产生交变磁场。

这个交变磁场又会作用于主线圈自身，从而在主线圈中产生自感电动势。

这个自感电动势会阻碍电流的变化，使得主线圈中的电流变化率变缓。

相反，当主线圈中的电流减小时，自感电动势会促使电流增加，以保持电流的连续性。

副线圈在这个过程中起到了传递信号的作用。

当主线圈中的电流发生变化时，副线圈中也会感应出电流。

由于副线圈中的匝数较少，所以副线圈中的电流会比主线圈中的电流小很多。

这样，通过副线圈可以得到一个比主线圈中电流更小的脉冲电流。

这个脉冲电流可以用于控制其他电子设备，实现不同的功能。

脉冲变压器的工作原理还可以通过电磁感应来解释。

电磁感应是指通过磁场的变化而产生电流的现象。

当主线圈中的电流发生变化时，铁芯中的磁场也会随之变化。

这个变化的磁场会穿过副线圈，从而在副线圈中产生感应电流。

这个感应电流可以通过电压放大器等电子设备进行放大，从而得到一个更强的脉冲电流。

脉冲变压器的工作原理可以应用于很多领域。

在电子变频器中，脉冲变压器可以将交流电转换为脉冲电流，从而控制电机的转速。

在电压稳压器中，脉冲变压器可以将输入的交流电转换为稳定的直流电，以供电子设备使用。

脉冲变压器是一种将交流电转换为脉冲电流的设备，其工作原理基于电磁感应和自感现象。

通过主线圈和副线圈之间的相互作用，脉冲变压器可以产生一个比输入电流更小的脉冲电流。

三相12脉整流器的工作原理1. 引言三相12脉整流器是一种电力电子设备，用于将交流电转换为直流电。

它由三相变压器和12个整流二极管组成，通过控制整流二极管的通断来实现电能的转换。

本文将详细解释三相12脉整流器的工作原理。

2. 三相12脉整流器的结构三相12脉整流器由以下几个主要部分组成： - 三相变压器：用于将输入的三相交流电降压为合适的电压。

- 整流二极管：共有12个二极管，用于将输入的交流信号转换为直流信号。

- 滤波电容：用于平滑输出直流信号。

3. 工作原理3.1 输入阶段首先，输入的三相交流电通过三相变压器降压至合适的电压。

变压器具有多个绕组，其中一个绕组与输入交流源连接，另一个绕组与输出负载连接。

通过变压比可以调节输出直流电压的大小。

3.2 整流阶段接下来，经过变压器降压后的交流信号进入整流阶段。

整流二极管充当开关，将输入信号转换为单向的直流信号。

三相12脉整流器之所以称为12脉，是因为每个相位有4个整流二极管。

在一个周期内，三相交流电有6个半波周期。

每个半波周期内，一个相位的两个整流二极管导通，另外两个整流二极管截止。

这样，在一个周期内就会有12次导通和截止的过程，因此称为12脉。

3.3 滤波阶段经过整流后的信号仍然存在纹波（ripple），即包含交流成分。

为了去除这些纹波并得到平滑的直流输出，需要在输出端加入滤波电容。

滤波电容通过存储电荷和释放电荷来平滑输出信号。

当整流二极管导通时，滤波电容充电；当整流二极管截止时，滤波电容释放储存的能量供给负载使用。

通过适当选择滤波电容的数值可以减小输出纹波幅度。

4. 优点和应用4.1 优点•输出稳定：通过滤波电容可以得到较稳定的直流输出。

•高效率：相比于单相整流器，三相12脉整流器具有更高的效率。

•电压调节范围广：通过变压器的变压比可以调节输出直流电压的大小。

4.2 应用三相12脉整流器广泛应用于需要稳定直流电源的领域，例如： - 工业领域：用于工厂设备、机械等的电源供应。

一、理论推导1、6脉冲整流器原理：6脉冲指以6个可控硅（晶闸管）组成的全桥整流，由于有6个开关脉冲对6个可控硅分别控制，所以叫6脉冲整流。

当忽略三相桥式可控硅整流电路换相过程和电流脉动，假定交流侧电抗为零，直流电感为无穷大，延迟触发角a为零，则交流侧电流傅里叶级数展开为：(1-1)由公式（1-1）可得以下结论：电流中含6K?1（k为正整数）次谐波，即5、7、11、13...等各次谐波，各次谐波的有效值与谐波次数成反比，且与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。

图1.1 计算机仿真的6脉冲A相的输入电压、电流波形2、12脉冲整流器原理：12脉冲是指在原有6脉冲整流的基础上，在输入端、增加移相变压器后在增加一组6脉冲整流器，使直流母线电流由12个可控硅整流完成，因此又称为12脉冲整流。

下图所示I和II两个三相整流电路就是通过变压器的不同联结构成12相整流电路。

12脉冲整流器示意图（由2个6脉冲并联组成）桥1的网侧电流傅立叶级数展开为：(1-2)桥II网侧线电压比桥I超前30?，因网侧线电流比桥I超前30?(1-3)故合成的网侧线电流(1-4)可见，两个整流桥产生的5、7、17、19、...次谐波相互抵消，注入电网的只有12k?1（k为正整数）次谐波，即11、13、23、25等各次谐波，且其有效值与与谐波次数成反比，而与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。

图1.2 计算机仿真的12脉冲UPS A相的输入电压、电流波形二、实测数据分析。

以上计算为理想状态，忽略了很多因数，如换相过程、直流侧电流脉动、触发延迟角，交流侧电抗等。

因此实测值与计算值有一定出入。

理论计算谐波表：某型号大功率UPS谐波实测数据表：从以上两表对比可得，6脉整流器谐波含量最大为5次谐波、12脉整流器强度最大为11次谐波，与理论计算结果一致。

6脉5次谐波实测值较计算值偏大，12脉11次谐波实测值与计算值相同。

三、谐波分析和改良对策谐波可能造成配电线缆、变压器发热，降低通话质量，空气开关误动作，发电机喘振等不良后果；谐波按电流相序分为+序（3k+1次，k为0和正整数）、-序（3k+2次，k为0和正整数）、0序（3k次，k为正整数）。

关于UPS中的12脉冲整流器变压器12脉冲整流器的历史渊源12脉冲整流技术的发展由来已久，早在70年代初期，当大功率可控硅发展成熟之际，人们就已经发现了可控硅整流器在将交流电转换为直流电的同时，产生了大量的谐波电流注入到电网中，随之而来的就是谐波电流对电网中的其它负载产生的影响，为此，人们寻求一种解决方法，希望去除掉整流器产生的谐波电流。

1. 12脉冲整流器的历史渊源12脉冲整流技术的发展由来已久，早在70年代初期，当大功率可控硅发展成熟之际，人们就已经发现了可控硅整流器在将交流电转换为直流电的同时，产生了大量的谐波电流注入到电网中，随之而来的就是谐波电流对电网中的其它负载产生的影响，为此，人们寻求一种解决方法，希望去除掉整流器产生的谐波电流。

在当时的技术水平和条件下，只有两种解决方案：其一是采用两套整流器通过不同相位的叠加，以便消除H5、H7次谐波，也就是12脉冲整流器；另外一种方案就是采用LC型的无源滤波器，试图消除（主要是）H5和（部分的）H7以及少量的其它更高次的谐波。

这在当时算是比较先进的技术。

在UPS领域，梅兰日兰（MGE UPS SYSTEMS）公司可谓是12脉冲整流器应用的先驱。

早在1976年，梅兰日兰推出的第二代大功率全可控硅UPS（可控硅整流器－可控硅逆变器－可控硅静态开关）――Alpase 3000系列中，就已经开始使用了12脉冲整流器。

在1981年11月，梅兰日兰在法国、欧共体和美国还同时注册了专利（FR2517489 - EP0080925 - US449812），专利标题为“由两个Graetz整流桥组成的、可抑制电网中5、7次谐波电流的12相可控硅静态变换器”【原文为：Static converter with electric valves comprising a twelve-phase connectionwith two Graetz bridges for the suppression of harmonics 5 and 7 of network current】。