[发明专利]一种变压器的直流电压传递方法

权利要求书

1.一种变压器的直流电压传递方法，其特征在于，包括：

对输入的直流恒压信号进行信号调制；

将调制后的第一直流脉动信号输入变压器的初级线圈；

将第一直流脉动信号按等匝数比感应传递至变压器的次级线圈，使变压器输出的电压信号为第二直流脉动信号，将输出的第二直流脉动信号执行解调制后得到趋近平滑的直流恒压输出信号；

对于直流恒压信号的信号调制，以基准直流电压的正负幅值或者正零幅值的方式施加到变压器的初级线圈；

通过开关SW1的周期性闭合为变压器的初级线圈提供周期性直流脉动信号，其中，当开关SW1闭合断开的频率达到预设值范围内，变压器的初级线圈感应到变化的电压信号激励正常工作，并按等匝数比将直流脉动信号感应传递至变压器的次级线圈；

在对输入的直流恒压信号进行信号调制之前，建立电路分析模型，电路分析模型包括开关SW1、变压器、连接在变压器初级线圈的电阻R，以及连接在变压器次级线圈的整流滤波电路、输出侧阻抗，其中，整流滤波电路包括电容C1、电阻R1以及电容C2；

根据建立的电路分析模型进行信号暂态过程分析，在开关SW1闭合断开的一个整周期内，当开关SW1闭合时，一次侧回路形成，变压器的初级线圈将产生感应电流i；当开关SW1断开时，无信号源，变压器的初级线圈电磁感应消失；

对变压器的初级线圈在单位整周期内开关SW1闭合阶段产生的感应电流进行暂态计算分析，如公式(1)：

式中：V为直流恒压信号；i为经过初级线圈的电流；R为初级线圈内阻；L₁为初级线圈电感；t为时间；

将公式(1)改写为公式(2)：

等式两边积分可写为公式(3)：

公式(3)的左边可以计算为公式(4)：

公式(4)的右边可以计算为公式(5)：

公式(4)、公式(5)代入公式(3)进行整理，可以得到公式(6)：

其中，V为直流恒压信号；i为经过变压器初级线圈的电流；R为变压器初级线圈内阻；L₁为变压器初级线圈电感；t为时间；

根据建立的电路分析模型，变压器次级线圈输出的电压信号为公式(7)：

其中，V_out为变压器输出电压；m为磁芯耦合系数；N₁、N₂分别为初级线圈与次级线圈匝数；

选择高磁导率材料绕制的磁芯来制作变压器；

在选用高磁导率材料绕制的磁芯来制作变压器并完成加工工艺后，确定变压器的耦合系数、匝数比，公式(7)中令为常数K，公式(7)可简化为公式(8)：

假设开关SW1闭合断开的频率为1kHz，即单位整周期时长为1ms，假设在单位整周期中，开关SW1闭合与开关SW1断开的时间皆为0.5ms，则定义变压器的初级线圈在单位整周期内开关SW1闭合阶段的分析时间范围为(0～0.5)ms；

使得公式(8)中的得出指数函数e^-2t，根据分析时间内指数函数引入的最大相对误差，对建立的电路分析模型进行仿真分析，得到变压器次级线圈输出的电压信号。