高频变压器在PEMFC变换系统中的设计研究

高频变压器在PEMFC变换系统中的设计研究

       PEMFC氢能发电机因其能量转换率高、洁净无污染、噪音低、模块化结构和比功率高等优点，在军用和民用领域都具有十分广阔的应用前景。由于PEMFC发电机发出的是一种电特性独特、电压相对偏低的直流电。其不仅动态情况下输出电压变化剧烈，静态情况下的负载电压与空载电压之间也存在很大的差异，在PEMFC电能变换系统中通常需要一个高频变压器将其输出电压提升和稳定在一个所需要的电压，以满足后级的供电要求。

1 PEMFC发电机的输出特性

       实验所得的PEMFC发电机动态特性曲线如图1、图2所示。

       从所测得的动态电压波形可以看出，负载发生变化时，PEMFC发电机输出电压也随之改变，增大负载时电压先降低后升高且有波动，减小负载时电压升高的速度较快。这就要求在PEMFC发电系统中，需要一个前级DC／DC变换器将其输出电压提升和稳定在一个所需要的电压，以满足后级单相逆变器的供电要求。PEMFC氢能发电机因其能量转换率高、洁净无污染、噪音低、模块化结构和比功率高等优点，在军用和民用领域都具有十分广阔的应用前景。

       由于PEMFC发电机发出的是一种电特性独特、电压相对偏低的直流电。其不仅动态情况下输出电压变化剧烈，静态情况下的负载电压与空载电压之间也存在很大的差异，在PEMFC电能变换系统中通常需要一个高频变压器将其输出电压提升和稳定在一个所需要的电压，以满足后级的供电要求。

1 PEMFC发电机的输出特性

       实验所得的PEMFC发电机动态特性曲线如图1、图2所示。

       从所测得的动态电压波形可以看出，负载发生变化时，PEMFC发电机输出电压也随之改变，增大负载时电压先降低后升高且有波动，减小负载时电压升高的速度较快。这就要求在PEMFC发电系统中，需要一个前级DC／DC变换器将其输出电压提升和稳定在一个所需要的电压，以满足后级单相逆变器的供电要求。

       (7)选择最佳工作磁感应强度Bw，取最大工作磁感应强度Bm=0．16 T；由于变换器结构为全桥型，故选工作磁感应强度峰峰值Bw=2Bm=0．32 T。

       (8)电流密度系数Kj的确定通过查表可得，在磁芯种类为金属叠片铁心，温升为50IC时，Kj=534，X=-0．12。