基于單相Boost型 AC/AC交流變換器的分析與實(shí)現(xiàn)
(3) uin 0, iLf 0
在[t2~t3]時(shí)段內(nèi),uin 0, iLf 0,此時(shí)開關(guān)管S1a、S2a恒通,S1b、S2b高頻互補(bǔ)開通,反向Boost型DC/DC直流變換器工作,如圖5所示。
當(dāng)開關(guān)管S1b導(dǎo)通,S2b斷開時(shí),電感電流iLf經(jīng)電感Lf、輸入電源uin、交流開關(guān)管S1流通,如圖5(a)所示;當(dāng)開關(guān)管S1b斷開,S2b開通時(shí),電感電流iLf經(jīng)電感Lf、輸入電源uin、電容Cf和負(fù)載、交流開關(guān)管S2流通,如圖5(b)所示。
(4) uin 0, iLf > 0
在[t3~t4]時(shí)段內(nèi),uin0, iLf >0,此時(shí)開關(guān)管S1a、S2a恒通,S1b、S2b高頻互補(bǔ)開通,反向Boost型DC/DC直流變換器工作,如圖6所示。
當(dāng)開關(guān)管S1b導(dǎo)通,S2b斷開時(shí),電感電流iLf經(jīng)電感Lf、交流開關(guān)管S1、輸入電源uin流通,如圖6(a)所示;當(dāng)開關(guān)管S1b斷開,S2b開通時(shí),電感電流iLf經(jīng)電感Lf、交流開關(guān)管S2、電容Cf和負(fù)載、輸入電源uin流通,如圖6(b)所示。
3 控制策略
通過對(duì)單相Boost型AC/AC交流變換器的工作原理的分析可知,無論電感電流方向如何,開關(guān)管的工作模態(tài)只與輸入電壓的極性有關(guān)。當(dāng)uin > 0時(shí),開關(guān)管S1b、S2b恒通,S1a、S2a高頻互補(bǔ)開通, 正向Boost型DC/DC直流變換器工作;當(dāng)uin 0時(shí),開關(guān)管S1a、S2a恒通,S1b、S2b高頻互補(bǔ)開通,反向Boost型DC/DC直流變換器工作。由此可得單相Boost型AC/AC交流變換器的控制框圖,如圖7所示。
輸入電壓經(jīng)采樣后,由過零比較器得到輸入電壓uin的極性信號(hào)SP1,SP1反相得到信號(hào)SN1; 輸出電壓uo的反饋采樣信號(hào)uo_f與基準(zhǔn)輸出電壓uo_ref比較,經(jīng)PI調(diào)節(jié)后得到電壓誤差信號(hào)ue,ue與三角波進(jìn)行比較,得到高頻PWM控制信號(hào)SP2,SP2反相后得到控制信號(hào)SN2; SP1、SN1分別與SP2、SN2進(jìn)行邏輯或調(diào)制,得到開關(guān)管S1a、S1b、S2a、S2b的控制信號(hào)K1a、K1b、K2a、K2b。
4 仿真與實(shí)驗(yàn)
為了驗(yàn)證Boost型 AC/AC交流變換器理論分析的正確性和控制策略的可行性,對(duì)該變換器進(jìn)行了仿真與實(shí)驗(yàn)研究。
4.1仿真波形
仿真參數(shù)如下:輸入電壓的有效值Uin=110 V,基準(zhǔn)輸出電壓的有效值Uo_ref =220 V,開關(guān)管采用理想器件;輸入電壓頻率為50 Hz;開關(guān)頻率為50 kHz;電感Lf =500 μH,電容Cf =10 μF。
開關(guān)管S1a、S1b、S2a、S2b的控制信號(hào)K1a、K1b、K2a、K2b的仿真波形如圖8(a)所示;圖8(b)中是交流開關(guān)管S1兩端電壓uS1、輸入電壓uin和輸出電壓uo的仿真波形,其中uo和uin相位相同,交流開關(guān)管S1兩端的電壓uS1是以輸出電壓uo為包絡(luò)線的高頻脈沖序列。
>電子變壓器相關(guān)文章:電子變壓器原理
評(píng)論