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近幾(ji)年(nian)來，為了減緩油(you)氣集輸管網所遭受(shou)的(de)地下腐(fu)蝕，延長管線的(de)使用壽命，各油(you)田配置了多種用于(yu)金屬(shu)陰極(ji)防(fang)腐(fu)保護(hu)(hu)的(de)特種電(dian)(dian)源(yuan)，從現場使用情況來看，存在著體積大、成本高、容量不足(zu)、保護(hu)(hu)電(dian)(dian)位穩定性(xing)差和可靠(kao)性(xing)不高等缺陷(xian)。隨著電(dian)(dian)力電(dian)(dian)子技(ji)(ji)術的(de)廣泛應用，采(cai)用現代大功率DC/DC變換技(ji)(ji)術，研(yan)制新一代陰極(ji)保護(hu)(hu)特種電(dian)(dian)源(yuan)，己成為陰極(ji)保護(hu)(hu)領域(yu)的(de)一個重(zhong)要的(de)發(fa)展趨向。

　　本文提出了(le)(le)(le)一種(zhong)(zhong)電(dian)荷(he)轉(zhuan)移式零電(dian)流(liu)開(kai)關(guan)(guan)（CT -ZCS）DC/DC變(bian)換器(qi)，并(bing)依此結合(he)所示的陰極保(bao)護(hu)原理，構成了(le)(le)(le)一種(zhong)(zhong)新(xin)型陰極保(bao)護(hu)特種(zhong)(zhong)電(dian)源，對(dui)其工作(zuo)原理做了(le)(le)(le)詳細新(xin)穎的脈沖頻率反饋控制(zhi)方法，分析了(le)(le)(le)CT1CS恒(heng)電(dian)位儀的性能特點，并(bing)分別給出了(le)(le)(le)有關(guan)(guan)。設(she)S1，S2為理想(xiang)功率開(kai)關(guan)(guan)，二者輪流(liu)通斷，兩電(dian)容(rong)(rong)的取值滿足(zu)在一個開(kai)關(guan)(guan)周(zhou)(zhou)期T內(nei)，CT-ZCS變(bian)換器(qi)可(ke)分為4個等效子拓撲，相應的電(dian)壓電(dian)流(liu)穩態(tai)波形見。其中T2零電(dian)流(liu)諧振(zhen)開(kai)關(guan)(guan)，為電(dian)容(rong)(rong)C諧振(zhen)充電(dian)，電(dian)容(rong)(rong)電(dian)壓初值U.（0）= -U2，在諧振(zhen)半(ban)周(zhou)(zhou)時刻(ke)達(da)到(dao)最大值'S1開(kai)關(guan)(guan)零電(dian)流(liu)關(guan)(guan)斷。此狀態(tai)一直保(bao)持到(dao)t2時刻(ke)，轉(zhuan)入下一個拓撲。

　　期(qi)間：S1己處(chu)于(yu)截止，在(zai)t2時刻(ke)(ke)S2開始(shi)(shi)導2與G，構(gou)成(cheng)諧(xie)振回(hui)路(lu)。由于(yu)C0C，故C0可以恒壓(ya)源等效。t4時刻(ke)(ke)u. =0，二極管D開始(shi)(shi)導通(tong)。在(zai)此期(qi)間，C上的電荷量(liang)己全部轉移(yi)至C.及負(fu)載。

　　期(qi)(qi)間(jian)(jian)：D與(yu)S2均導(dao)通，由(you)于t時刻i2>0，此(ci)收稿(gao)曰期(qi)(qi)：2005-08-30時的電(dian)感(gan)L2儲能(neng)使電(dian)容電(dian)壓(ya)在(zai)諧振至(zhi)t5時刻達到負(fu)壓(ya)峰測試封裝材料(liao)薛勝東：一種(zhong)新型陰極防腐(fu)特種(zhong)電(dian)源0期(qi)(qi)間(jian)(jian)：S2已關斷(duan)，D仍處于導(dao)通。電(dian)感(gan)中(zhong)電(dian)流在(zai)U作用下線性減(jian)小(xiao)。當一個周期(qi)(qi)結束，即(ji)t6時刻4的線性減(jian)小(xiao)可能(neng)尚在(zai)繼續與(yu)下一周期(qi)(qi)的L諧振充(chong)電(dian)并行。

　　由以上分析可見，在整個過程中，功率(lv)開(kai)關(guan)SI，S2及二(er)極管D均為(wei)零(ling)電(dian)(dian)流導通和零(ling)電(dian)(dian)流關(guan)斷(duan)(duan)；電(dian)(dian)容C起著(zhu)雙重作用(yong)，一則(ze)作為(wei)零(ling)電(dian)(dian)流開(kai)關(guan)的(de)諧振元(yuan)件(jian)，保(bao)證(zheng)功率(lv)器件(jian)在導通與關(guan)斷(duan)(duan)時具有較低(di)的(de)di/dt，二(er)則(ze)作為(wei)能量（電(dian)(dian)荷）傳輸從(cong)電(dian)(dian)源(yuan)Us到U轉移(yi)的(de)核心(xin)部件(jian)；要(yao)改(gai)變輸出(chu)電(dian)(dian)壓或電(dian)(dian)流的(de)大小(xiao)，需(xu)要(yao)調(diao)節(jie)功率(lv)開(kai)關(guan)的(de)通斷(duan)(duan)頻(pin)率(lv)，即采(cai)用(yong)脈沖頻(pin)率(lv)控制方式。

　　2CT-ZCS變換(huan)器的(de)(de)(de)控制-ZCS變換(huan)器工作(zuo)原理(li)，經分(fen)析可知，在理(li)想情(qing)況下，忽略變換(huan)器本身的(de)(de)(de)損耗(hao)，則每個穩態周期轉移(yi)至輸出(chu)負(fu)載上的(de)(de)(de)能(neng)量為(wei)：則輸出(chu)平均功率：P +Us）f其中，f為(wei)電荷轉移(yi)頻率；U2的(de)(de)(de)大小近(jin)似與(yu)L3成(cheng)比例，通常為(wei)了降低(di)器件的(de)(de)(de)應力要求，選擇L3L2，特(te)別是(shi)當L3=0時，U2=0，但此時二極管(guan)D的(de)(de)(de)di/dt將明顯增大。由上式(shi)可見，對變換(huan)器輸出(chu)功率的(de)(de)(de)調節，就是(shi)通過對電荷轉移(yi)頻率來(lai)實現的(de)(de)(de)。

　　根據中參比(bi)電位的(de)(de)控(kong)制要求而設計的(de)(de)CT換(huan)器(qi)控(kong)制原理圖如所示2，3.采用此(ci)控(kong)制方(fang)案簡單可并(bing)賦予本電源裝(zhuang)置一(yi)(yi)大優(you)點，即輸(shu)(shu)出(chu)端不(bu)怕短路，因為當輸(shu)(shu)出(chu)電壓(ya)過(guo)低甚至為零(ling)時，通過(guo)求和(he)環節，使壓(ya)控(kong)振蕩器(qi)的(de)(de)輸(shu)(shu)出(chu)脈沖頻率限定于某一(yi)(yi)最低值，從而限定了輸(shu)(shu)出(chu)電流的(de)(de)大小。此(ci)外，若(ruo)反饋信號取自輸(shu)(shu)出(chu)電流，可以實現(xian)穩流輸(shu)(shu)出(chu)。

　　（a）所(suo)示為樣機實(shi)(shi)驗波形。在參比電位保(bao)(bao)持1. 22V情況下(xia)，實(shi)(shi)測輸(shu)(shu)出(chu)外特(te)(te)性(xing)曲線(xian)見（b），最大紋波系數為2.5%.本文(wen)討論(lun)了(le)(le)一種(zhong)適用(yong)于陰(yin)極保(bao)(bao)護特(te)(te)種(zhong)電源的(de)CT -ZCS新型功(gong)率(lv)變換器(qi)拓撲(pu)，對其(qi)工作原(yuan)理進行了(le)(le)詳細(xi)分(fen)析(xi)，結合恒電位儀(yi)的(de)研(yan)制，提出(chu)了(le)(le)一種(zhong)簡單實(shi)(shi)用(yong)的(de)脈(mo)沖頻(pin)率(lv)控制方案，闡述了(le)(le)該裝置的(de)性(xing)能特(te)(te)點，并(bing)給出(chu)了(le)(le)有關實(shi)(shi)驗波形和輸(shu)(shu)出(chu)外特(te)(te)性(xing)的(de)實(shi)(shi)測曲線(xian)。分(fen)析(xi)與實(shi)(shi)驗結果表明，CT -ZCS變換器(qi)具(ju)有如下(xia)優(you)點：零(ling)電流功(gong)率(lv)開關有利于降低開關損耗和提高(gao)變換器(qi)的(de)容量(liang)和效率(lv)；通(tong)過(guo)限定電荷轉移頻(pin)率(lv)可實(shi)(shi)現自動可靠的(de)輸(shu)(shu)出(chu)短路保(bao)(bao)護；既可以(yi)(yi)實(shi)(shi)現恒壓輸(shu)(shu)出(chu)也(ye)可以(yi)(yi)實(shi)(shi)現恒流輸(shu)(shu)出(chu)；既可采用(yong)GTR，IGBT等可關斷器(qi)件(jian)，更宜于采用(yong)快速晶閘(zha)管(guan)或高(gao)頻(pin)晶閘(zha)管(guan)，以(yi)(yi)獲得大容量(liang)輸(shu)(shu)出(chu)。

(完)