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基于单相Boost型 AC/AC交流变换器的分析与实现

作者:时间:2010-03-22来源:网络收藏

摘要:详细的工作原理及其控制策略。通过对输入电压的极性判断,并结合输出电压误差放大信号与三角载波的比较结果,可确定各开关管的工作状态。对进行了仿真研究,并研制了一台原理样机,仿真和试验结果验证了理论的正确性及控制策略的可行性。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/180968.htm

1 引言

变换是把一种形式的交流电变换为另一种形式的交流电[1-2],其中可用于升压变换的主要有工频变压器、交-直-交、电子变压器[3-4]、高频交流环节AC/AC交流变换器[5-6]、非隔离的型、Buck-Boost型AC/AC交流变换器[7-11]。

工频变压器体积重量大,且无稳压及调压功能;交-直-交变换器变换级数过多,变换效率不高,对电网谐波污染严重,且在升压场合还需一台升压变压器;电子变压器体积重量小,无稳压及调压功能,且开关器件数量众多;高频交流环节AC/AC交流变换器虽然可电气隔离,但拓扑结构及控制电路复杂,且开关器件数量众多;Buck-Boost型AC/AC交流变换器能升降压功能,但其开关管电压应力高,输入输出之间无直接能量传递通路,从而变换效率不高,且输入输出相位相反;在无需隔离的升压场合,Boost型AC/AC交流变换器具有结构简单、容易控制等特点。本文详细Boost型AC/AC交流变换器的工作原理及其控制策略,对其进行了仿真研究,并研制了一台原理样机,仿真及试验结果与理论分析一致。

2 电路结构与工作原理

图1为单相Boost型AC/AC交流变换器的电路结构[7],其中S1(S1a、S1b)和S2(S2a、S2b)为两对交流开关管,二者高频互补开通,开通时间分别为DTS、(1-D)TS,其中D为占空比,TS为开关周期。

该变换器可看成正反两个Boost型DC/DC直流变换器的组合,当输入电压大于零时,正向Boost型DC/DC直流变换器由电感Lf、开关管S1a和S2a、电容Cf构成;当输入电压小于零时,反向Boost型DC/DC直流变换器由电感Lf、开关管S1b和S2b、电容Cf构成。

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