LC组合变量器的实现方法与电路结构及其铁芯的有效利用

摘要

本发明提出了由电感、电容与具有电隔离功能的互感器或传统变压器组合构成的LC组合变量器，其原理结构是全耦合互容器或全耦合互容器与一级理想变量器的级联。本发明旨在对工程中普遍使用的变压器在实际工作中的不完善性提出改进，将互容器与互感器完美搭配，采用最简单的无源电路设计方法实现最佳的变流变压特性，并引入方波-准正弦波波形变换的新特性。采用本方法设计的理想变流器适合于正弦波电流检测；设计的理想变压器适合于正弦波电压测量；并可以升级实现理想变量器，同时实现正弦波电压电流变换；还可以设计出用于方波-准正弦波波形变换及功率传输的变量器，适合用于电力系统与电力电子技术。本发明在实现中还提出了电感互感器的集成设计方法和推挽电感器方法，充分的利用了材料并缩小了体积。

主权项

一种LC组合变量器，用于传输正弦周期波的电信号或电能，并按比例改变其电流的幅值，所述的LC组合变量器是一个以电流变换为特征的电流型全耦合互容器，或者是一级电流型全耦合互容器与一个理想变量器级联的电路结构；其特征在于：所述的电流型全耦合互容器的电路由三个线性电容作三角形(Δ)联接构成，当忽略器件有功功率损耗时，所述电流型全耦合互容器的三个电容值的倒数和等于零；互容器所含的负值电容可用负阻抗转换器实现或者在恒频条件下采用线性电感实现；所述的LC组合变量器为电流变换A型LC组合变量器，或者为电流变换B型LC组合变量器；该电流变换A型LC组合变量器由互感器Tr，电感器L_b与电容器C_m所构成，Tr的原边绕组为该LC组合变量器的输入端口，Tr的副边绕组与L_b和C_m相串联形成闭合回路，用C_m的两端为输出端口；该电流变换A型LC组合变量器当其参数满足ω²C_m(L₂+L_b)＝1时，其端口电流变换比为电流变换B型LC组合变量器由互感器Tr和电容器C_b与C_m所构成，Tr的原边绕组为此LC组合变量器的输入端口，Tr的副边绕组与C_b和C_m相串联形成闭合回路，用C_m的两端为输出端口；此电流变换B型LC组合变量器当其参数满足时，其端口电流变换比为此上表述的I₁和I₂分别代表流入变量器输入端口和流出输出端口的正弦电流，L₂是互感器Tr副边绕组的自电感值，k是Tr的耦合系数，n是Tr的匝数比值，L_b为电感器L_b的值，C_b、C_m分别为电容器C_b、C_m的值，以及ω是变量器工作的周期正弦波电角频率。