近幾（jǐ）年來，為了減緩（huǎn）油氣集輸管網所遭受的地（dì）下（xià）腐蝕，延長管線的使用壽命，各油田配置了多種用於金屬陰極防腐保護（hù）的特（tè）種（zhǒng）電源，從現場使用情況來看，存在著體積大、成本（běn）高（gāo）、容量不（bú）足（zú）、保護電位穩定性差和可靠性不高等缺陷。隨著電力電子技術的廣泛應用，采用現代大功率DC/DC變換技術，研製新一代陰極保護特種電源，己成為陰極保護（hù）領域（yù）的一個重要（yào）的發展趨向。
本（běn）文提出了一種（zhǒng）電荷轉移式零電流開關（CT -ZCS）DC/DC變換器，並依此結合所示的陰極保護原理，構成了一種（zhǒng）新型陰極保護特種電源，對其工作原（yuán）理做了詳細新穎（yǐng）的脈衝（chōng）頻率反饋控製方法，分析了CT1CS恒電位儀的性能特（tè）點，並分別給（gěi）出了（le）有關。設S1，S2為理想功率開關，二者（zhě）輪流通斷，兩電容的取值滿足在（zài）一個開關周期（qī）T內，CT-ZCS變換器（qì）可分為4個等效子拓撲，相應的（de）電壓電流穩態（tài）波形見。其中T2零電流諧振開關，為電容C諧振充電（diàn），電容電壓初值U.（0）= -U2，在諧振半周時刻達到大值'S1開關零電流關斷。此狀態一直（zhí）保持到t2時刻，轉入下一（yī）個拓撲。
期間（jiān）：S1己處（chù）於截止，在t2時刻S2開始導2與（yǔ）G，構成（chéng）諧振回路。由於C0C，故C0可以恒壓源等效。t4時刻（kè）u. =0，二極管D開始導通。在此期間，C上的電荷（hé）量己全部轉移至C.及負載。
期間：D與S2均導通，由於t時（shí）刻i2>0，此收稿曰（yuē）期：2005-08-30時的電（diàn）感L2儲能使電容電壓在諧振至t5時刻達到負壓峰測試封裝材（cái）料薛勝東：一種（zhǒng）新型陰極防腐特種電源0期間：S2已關斷，D仍（réng）處於導（dǎo）通（tōng）。電（diàn）感（gǎn）中電（diàn）流在U作用下線性減小。當一個周期結束，即t6時（shí）刻4的線性減小可能尚在繼續與下一周期的L諧振充電並行。
由以上分析可見，在（zài）整（zhěng）個過（guò）程中，功率開關SI，S2及二極管D均為零電流導（dǎo）通和零電流關斷；電容C起著雙重作用，一則（zé）作為零電流開關的諧振元件，保證功率器件在導通與關斷（duàn）時具有較低的di/dt，二則作為能量（電荷（hé））傳（chuán）輸從電源Us到U轉移的核心部件；要改變輸出電壓或（huò）電流的大小，需要（yào）調節功率開關的通斷頻率，即采用脈（mò）衝頻率控製方式。
2CT-ZCS變換器（qì）的控製-ZCS變換（huàn）器工作（zuò）原理，經分析可知，在理想情（qíng）況下，忽略變換（huàn）器本身的損（sǔn）耗，則每個穩態周期轉移至（zhì）輸出負載上的能（néng）量為：則輸出（chū）平均功率：P +Us）f其中，f為電荷（hé）轉移頻率；U2的大小（xiǎo）近似與L3成比例，通常為了降低（dī）器件的應（yīng）力要求，選擇L3L2，特別是（shì）當L3=0時，U2=0，但此時（shí）二極管D的di/dt將明顯增大。由上式（shì）可見，對變換器輸（shū）出功率的調節，就是通過對電荷轉移（yí）頻率（lǜ）來實現的。
根據中參比電位的控製要（yào）求而設（shè）計的CT換器控製原理圖如所示2，3.采用此控製方案簡單可並賦予本電源裝置一大優點，即輸出端不怕短路，因為（wéi）當輸出電壓過低甚至為（wéi）零（líng）時，通（tōng）過求和（hé）環節（jiē），使壓控振蕩器的輸出脈衝（chōng）頻率限定於某（mǒu）一低值，從而限定（dìng）了輸出電流的大小。此外，若反饋信號取（qǔ）自輸出電流，可以實現穩流輸出。
（a）所示（shì）為樣機實驗波形（xíng）。在參比電位保持1. 22V情況下，實測輸出外特性曲線見（b），大（dà）紋波係數（shù）為2.5.本文討論了一種適用於陰極（jí）保護特種電源的CT -ZCS新型功率變換器拓撲，對其工作原理進行了詳細分析，結合恒電位儀的研製，提出了一種簡單實用的（de）脈（mò）衝（chōng）頻率控製方案，闡述了該（gāi）裝置的（de）性能特點，並給出了有（yǒu）關（guān）實驗波形和（hé）輸出外特性的實測曲線。分析與實驗結果表明，CT -ZCS變換器具有（yǒu）如下優點：零電流功率開關有（yǒu）利於降低開（kāi）關損耗和提高變換器（qì）的容量和效率；通過限定電荷轉移頻率可實現自動（dòng）可靠的輸出（chū）短路保（bǎo）護；既可以實現恒壓輸出也可以實現恒流輸出；既可采用GTR，IGBT等可關斷器件，更宜於（yú）采（cǎi）用快速晶閘管或高（gāo）頻晶閘管，以（yǐ）獲得（dé）大容量輸出。
