1概述
　　自20世紀以來，我國煤礦井下開始大量使用127V照明電源及其綜合保護裝置。到目前為止，我國煤礦井下選擇的照明器材仍以傳統電源為主，都是將工頻變壓器、組合開關及綜合保護裝置組合在一起，裝在一個隔爆外殼中，為煤礦井下設備供電。隨著井下開采規模增大，巷道與綜采工作面加長，井下供電電壓的提高，近幾年出現了使用大容量6kVA、8kVA乃至10kVA的電源。但這些電源大多還是以工頻變壓器為設計主體，其體積大、質量大、效率低，在將660V電壓變為127V電壓的過程中造成了比較嚴重的能量損耗。
　　使用電力電子變壓器進行調壓近年來得到快速發展，其主要性能有：無電網污染；輸出電壓穩定；功率因數可調；具有高度的可控性；具有可靠的電路檢測保護功能。因此，研究體積小、質量小、效率高的電力電子變壓器來取代工頻變壓器成為了現階段的一個主要研究課題。
　　2采用電力電子變壓器交流調壓
　　電力電子變壓器的設計思路源于具有高頻鏈接的AC/AC變換電路。它是一種含有電力電子變換器且通過高頻變壓器實現磁耦合的變換裝置，其突出特點在于通過變換器實現對其交流側電壓幅值和相位的實時控制，可實現變壓器原副邊電壓、電流、功率的靈活調節。電力電子變壓器的實現方案主要分兩種：一是變換中不含直流環節的AC/AC變換；二是在變換中含有直流環節的AC/DC/DC/AC變換。其中第二種方案的主電路結構圖如圖1所示。
　　
　　圖1電力電子變壓器主電路結構圖
　　3一種AC/DC變換器
　　由圖1可以看到，該電力電子變壓器主要分為三個模塊：輸入整流級、DC-DC變換級和輸出逆變級。基于現代電力電子技術，使用適當的方法對圖中的開關管進行控制，該裝置就可以實現與傳統的工頻變壓器相同的功能。二者相比較，傳輸功率一定時，電力電子變壓器不僅體積、質量比工頻變壓器小的多，而且其性能要比工頻變壓器好。
　　但基于傳統的整流和逆變方法的電力電子變壓器有兩個主要缺點：一是對于大功率、高電壓的電路來說，開關管的耐壓能力有限；二是整流和逆變中用到了太多的開關管，降低了電路運行的穩定性，增加了能量的損耗，提高了電路成本。因此，針對電力電子變壓器前端的AC/DC整流部分，文章給出了一種的單級高頻隔離的三相AC/DC變換器，并且在理論上證明了其用于煤礦井下無工頻變壓器照明電源設計的可行性。其具體結構如圖2所示，該結構可以取代圖1中虛線框中的輸入整流級和DC/DC變換級。通過圖1與圖2的對比可以看出，該結構在實現AC/DC的過程中只使用了三個開關管，開關器件使用的減少可以簡化電路結構，減少電路損耗；輸入端采用PWM整流方法，功率因數可調且可實現高功率因數運行；DC/DC環節基于正反激電路設計，可穩定輸出電壓。
　　該單級高頻隔離三相AC/DC變換器的工作原理為：在輸入整流端采用PWM整流的方法，從而在變壓器原邊Np兩端產生PWM方波；原邊的功率通過副邊線圈N5傳遞給負載，Lo和Dd組成了續流回路，保證了負載電壓的穩定性；變壓器副邊線圈Nd和二極管Dd以及負載組成的回路作用是給變壓器去磁。這樣就使變換器工作在負載電流連續（CCM）和輸人電流斷續（DCM）的模式下，可以實現上述各種優良性能。