1引言
参量变压器是一种很有应用前景的稳定电源元件，因为这种变压器具有稳压，抑制噪声，过载保护等理想的功能特征。然而，一般的参量变压器也存在着输入电流的失真问题。
本文研发了一种对输入电流失真问题作了改进的推挽式参量变压器。实验证明，这种推挽式参量变压器不仅改进了输入电流失真的问题，同时保留了稳压、过载保护等特点。为此文章提议将这种参量变压器作为抑制由非线性负载（如可控硅整流电路）产生的高次谐波电流的新型电源元件使用。
2推挽式参量变压器基本电路
设计时，选择正交型铁心作为参量变压器的铁心，其原因是正交型铁心参量变压器的输出电压失真较小。图1所示为参量变压器的正交铁心示意图，在图1(b)中，N1和N2分别表示初级与次级绕组；i1和i2分别为初级和次级绕组的电流；φ1和φ2则分别为初次级的磁通。表1所列为实验所使用的参量变压器的铁心尺寸和绕组匝数。
图2所示为传统型参量变压器的基本电路图，图中的符号X为正交铁心。在初级线圈上接入正弦电源电压EP，当电容值C与次级线圈电感值相应时，则在次级电路中维持与电源电压相同频率的周期振荡。
图3所示为参量变压器的实测波形图。图中eo为参量产生的输出电压，iL为负载电流；此图说明输入电流iP含有谐波分量。
图4示出了本文所指的改进了的推挽式参量变压器的电路结构，具有相同结构的正交铁心1#和2#经由二极管并联连接。在合适的电路条件下，在次级电路中会产生与电源电压相同频率的参量振荡；可以根据铁心的磁阻变化测试传统的参量变压器和推挽式参量变压器的初级电流值。
3参量变压器工作原理
参量变压器是一种利用铁心的非线性B-H特性的功率转换器。在正交铁心中，初级磁阻R1可以近似地表述为：
 (1)
式中，和为铁心饱和特性系数，为次级磁通。假定参量产生的输出电压为正弦电压，那么，传统的参量变压器的初级、次级磁通为：

 (2)
式中，Φ1和Φ2为磁通振幅，θ为初级、次级电压之间的相位差。将磁通代入式(1)，得到初级的磁阻为：
 (3)
式中，
式(3)表明了磁阻存在周期性变化，其变化频率为电源频率的二倍。用式(2)和式(3)，可用iP=R1Φ1/N1计算出初级电流iP，即：
 (4)
式(4)表明了由存在两倍电源电压频率的磁阻变化引起的三次谐波电流对传统的参量变压器而言是不能忽略不计的。
对推挽式参量变压器来说，由于具有两极的关系，正交铁心1#的磁通呈正电平变化，正交铁心2#的磁通呈负电平变化，因而铁心磁通可以表达为：
 (5)
式中，和为图4所示的正交铁心1#的初次级磁通，和是正交铁心2#的初次级磁通。设正交铁心1#和2#的初级磁阻为R11和R12，则磁阻可由下式求解：

 (6)
将式(5)中的次级磁通代入式(6)，可以获得周期变化的磁阻：

 (7)
式中，
 
式(7)表明磁阻变化的主频率与电源频率相同，1#和2#正交铁心的初级绕组电流i11和i12可由i11=R11Φ11/N1和i12=R12Φ12/N1求得。推挽式参量变压器的初级电流iP可由iP=i11=i12求得，为此可求得初级的电流为：
 (8)
图5(a)为传统参量变压器定性解释之波形；图5(b)示出的是根据上述探讨得出的推挽式参量变压器的波形，由图可以看出推挽式参量变压器的输入电流除了在磁阻变化时由双频分量引起一些失真外，几乎都是正弦波形。
4阻抗性负载的工作情况
图6所示为带有阻性负载的推挽式参量变压器的实测波形，图7(a)为推挽式参量变压器输入电流的付立叶分析结果，图7(b)则是传统参量变压器输入电流的付立叶分析结果。在图中，IP1为基波电流的均方根(rms)值，IP3和IP5分别为第三次和第五次谐波电流，从这些图中可以看到推挽式参量变压器可以抑制输入电流高次谐波电流。
图8(a)示出了无负载状态下推挽式参量变压器的电压特性，图8(b)给出了带有阻性负载的负载特性；在图8(b)中，λP为输入功率因数，η是效率。这些参数说明推挽式参量变压器保持了传统参量变压器的稳压和过载保护的特性，推挽式参量变压器可得到高的功率因数。
5非线性负载工作情况
当推挽式参量变压器带有非线性负载时，如果输入电流为正弦，参量变压器的应用范围将扩大，图9给出了以可控硅整流电路为非线性负载的推挽式参量变压器工作的验证电路结构。
图10给出了不同起通角α时的可控硅整流电路的电压及电流波形，这是根据SPICE模拟得出的计算波形。由图10可表明推挽式参量变压器具有抑制谐波电流的功能。
图11(a)所示为电压与起通角的特性曲线；图11(b)示出了参量变压器的输入功率因数、效率与起通角的关系曲线。
图中，EO为参量产生的输出电压（rms）值，Ed为整流电路输出电压的平均值。此图说明，输入功率因数在宽起通角范围内将能维持较高的值。
6结论
文章指出，因为各种功率变换器如可控硅变换器所引起的谐波电流，会导致接入其同一交流线路的精密测试仪器产生测量误差，因此，科技工作者设计了推挽式参量变压器用作恶劣电源环境中的电源元件；它们不仅能起到保护负载不受损坏的作用，还能抑制因非线性负载产生的谐波电流。
参考文献（略）