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基于單相Boost型 AC/AC交流變換器的分析與實(shí)現(xiàn)

作者: 時(shí)間:2010-03-22 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要:詳細(xì)的工作原理及其控制策略。通過對輸入電壓的極性判斷,并結(jié)合輸出電壓誤差放大信號與三角載波的比較結(jié)果,可確定各開關(guān)管的工作狀態(tài)。對進(jìn)行了仿真研究,并研制了一臺原理樣機(jī),仿真和試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了理論的正確性及控制策略的可行性。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/180968.htm

1 引言

變換是把一種形式的交流電變換為另一種形式的交流電[1-2],其中可用于升壓變換的主要有工頻變壓器、交-直-交、電子變壓器[3-4]、高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC交流變換器[5-6]、非隔離的型、Buck-Boost型AC/AC交流變換器[7-11]。

工頻變壓器體積重量大,且無穩(wěn)壓及調(diào)壓功能;交-直-交變換器變換級數(shù)過多,變換效率不高,對電網(wǎng)諧波污染嚴(yán)重,且在升壓場合還需一臺升壓變壓器;電子變壓器體積重量小,無穩(wěn)壓及調(diào)壓功能,且開關(guān)器件數(shù)量眾多;高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC交流變換器雖然可電氣隔離,但拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及控制電路復(fù)雜,且開關(guān)器件數(shù)量眾多;Buck-Boost型AC/AC交流變換器能升降壓功能,但其開關(guān)管電壓應(yīng)力高,輸入輸出之間無直接能量傳遞通路,從而變換效率不高,且輸入輸出相位相反;在無需隔離的升壓場合,Boost型AC/AC交流變換器具有結(jié)構(gòu)簡單、容易控制等特點(diǎn)。本文詳細(xì)Boost型AC/AC交流變換器的工作原理及其控制策略,對其進(jìn)行了仿真研究,并研制了一臺原理樣機(jī),仿真及試驗(yàn)結(jié)果與理論分析一致。

2 電路結(jié)構(gòu)與工作原理

圖1為單相Boost型AC/AC交流變換器的電路結(jié)構(gòu)[7],其中S1(S1a、S1b)和S2(S2a、S2b)為兩對交流開關(guān)管,二者高頻互補(bǔ)開通,開通時(shí)間分別為DTS、(1-D)TS,其中D為占空比,TS為開關(guān)周期。

該變換器可看成正反兩個(gè)Boost型DC/DC直流變換器的組合,當(dāng)輸入電壓大于零時(shí),正向Boost型DC/DC直流變換器由電感Lf、開關(guān)管S1a和S2a、電容Cf構(gòu)成;當(dāng)輸入電壓小于零時(shí),反向Boost型DC/DC直流變換器由電感Lf、開關(guān)管S1b和S2b、電容Cf構(gòu)成。

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