高頻變壓器在PEMFC變換系統中的設計研究

摘要：介紹PEMFC發(fā)電機的電能變換系統，探討一種應用于該系統的5 kW高頻變壓器，根據已研制的PEMFC技術(shù)指標設計了相應的高頻變壓器參數，最后對所設計的高頻變壓器給出了仿真和試驗測試。結果證明所設計的高頻變壓器能夠使PEMFC發(fā)出的電特性獨特的幅值相對偏低的直流電壓提升到一個(gè)較高的需要值。
關(guān)鍵詞：PEMFC；高頻變壓器；電能變換系統；發(fā)電機

0 引言
PEMFC氫能發(fā)電機因其能量轉換率高、潔凈無(wú)污染、噪音低、模塊化結構和比功率高等優(yōu)點(diǎn)，在軍用和民用領(lǐng)域都具有十分廣闊的應用前景。
由于PEMFC發(fā)電機發(fā)出的是一種電特性獨特、電壓相對偏低的直流電。其不僅動(dòng)態(tài)情況下輸出電壓變化劇烈，靜態(tài)情況下的負載電壓與空載電壓之間也存在很大的差異，在PEMFC電能變換系統中通常需要一個(gè)高頻變壓器將其輸出電壓提升和穩定在一個(gè)所需要的電壓，以滿(mǎn)足后級的供電要求。

1 PEMFC發(fā)電機的輸出特性
實(shí)驗所得的PEMFC發(fā)電機動(dòng)態(tài)特性曲線(xiàn)如圖1、圖2所示。

從所測得的動(dòng)態(tài)電壓波形可以看出，負載發(fā)生變化時(shí)，PEMFC發(fā)電機輸出電壓也隨之改變，增大負載時(shí)電壓先降低后升高且有波動(dòng)，減小負載時(shí)電壓升高的速度較快。這就要求在PEMFC發(fā)電系統中，需要一個(gè)前級DC／DC變換器將其輸出電壓提升和穩定在一個(gè)所需要的電壓，以滿(mǎn)足后級單相逆變器的供電要求。