三相高频斩波式交流稳压装置的研究

23续流模式

工作在此模式，开关S1，S2，S3关断，S4导通，L1，L2，L3释放能量使负载电流通过S4保持连续。如图4所示。

3主要参数设计

供电通路主要工作在双向Buck状态，故图1中a（或b、c）点电压通过傅立叶级数分解可得ua=DV1＋Va′ncos[(nωs±ωi)t](1)

式中：ωi为输入电压角频率；

ωs为开关角频率；

Va′n为输出谐波幅值；

D为占空比。

其谐波分布在(nωs±ωi)，只要开关频率足够高，滤波电感L可以很小，因此，功率电路的设计主要是旁路电容及电阻的设计。

由前所述，旁路电容的作用主要是在“死区”期间，连续负载电流波形。其等效电路如图5(a)所示（以a相电路供电为例）。

由于电容作用时间很短（2μs～3μs），可以将电源电压与负载电流看作恒定值，其等效模型如图5(b)所示。

31旁路电容C与泄放电阻R的设计为了方便推导，分别以电路相电流有效值、相电压有效值为标么值，并设M=，K=，其中Ti为输入电源周期，tbp为死区时间。电容电流峰值，则(2)由于旁路电流峰值与最小值差别不大，为简便计算，用代替，则电流平均值为：(3)

电容电压为：

VCbp=VPm[1＋cos(ωit＋φ)]（4）

式中：φ为初相角

其平均值为：(P,U)（5）

则其峰值和有效值分别为：

图6仿真负载电压波形（三相）

图7输出电压波形（一相）

（6）（7）由于，则(P.U)（8）(P.U)（9）又（P.U)，所以旁路电阻为：(P.U)（10）由于上述推导中用代替，所以实际取值时对Rbp可适当放大。

32仿真及实验

设计一只交流稳压电源，其参数如下：

RL=30Ω，tbp=2μs，fs=20kHz，Ts=50μs，fi=50Hz，M==10000，K==400，=5.77A。则有Rbp=37.5(P.U)，即Rbp1.3kΩ（实际仿真及实验取值为1.5kΩ）；Cbp=，当取为11V时，Cbp为1μF；开关管S1～S4（带寄生反向二极管）型号为1MBH60D100，二极管D4～D9型号为MUR8100T。

仿真负载电压波形如图6（D=0.8）所示。

在输入线电压有效值为100V时，实验电路负载电压波形（某一相）如图7（D=0.75）所示。

4结论

由仿真及实验结果表明，在较小滤波电感及旁路电容作用下，的确可以调节输出电压，加入适当的波形反馈控制，可以更进一步优化输出波形。