基于簡單拓撲的單相直接AC-AC變換器研究.pdf

1、基于DC-DC拓撲、通過雙向化功率開關實現(xiàn)直接AC/AC變換，是近年來AC/AC功率變換技術研究的熱點。本文介紹了基于直流Buck、Boost和Cuk電路，采用單有源四象限開關實現(xiàn)功率雙向化的直接AC/AC變換拓撲族，該拓撲族中的單、三相變換電路均只使用兩個功率開關，可實現(xiàn)波形優(yōu)良的同頻AC/AC四象限變換，具有電路結(jié)構(gòu)簡單、控制簡便、可實現(xiàn)小型化等優(yōu)點。本文以這一撲族中的兩種基本單相變換電路AC_Buck和AC_Cuk為對象，對基于簡

2、單拓撲的單相直接AC/AC變換器進行了全面的研究。 本文首先分析了AC_Buck變換器的變換原理，得出了電路參數(shù)設計準則；繼而對電路實現(xiàn)的難點即功率管換流問題進行了深入分析，并得出了一種可行的解決方案即RCD換流方案；作為對簡單拓撲單相直接AC/AC變換器控制策略的探索，本文以AC_Buck為平臺，對電壓單閉環(huán)瞬時值控制方案進行了研究，在理論分析和仿真研究的基礎上設計并制作了一臺采用RCD換流、電壓單閉環(huán)瞬時值控制的AC_Buc

3、k變換器原理樣機。仿真和實驗結(jié)果表明，RCD換流方案有效地解決了變換器的功率管換流問題，采用電壓單閉環(huán)瞬時值控制能夠?qū)崿F(xiàn)波形優(yōu)良的四象限AC/AC變換，對電源和負載擾動均具有很強的抵制能力和良好的動態(tài)特性，但不足之處是采用該控制方案存在輕微程度的輸出電壓過零點畸變。 本文繼而對AC_Cuk變換器進行了全面研究，分析了其變換原理，得出了電路參數(shù)設計準則；通過理論分析和仿真研究，驗證了RCD換流方案同樣能夠解決AC_Cuk的功率管換

4、流問題；論文同時對具有兩電感耦合的AC_Cuk變換器進行了理論和仿真分析，驗證了AC_Cuk變換器通過輸入和輸出兩電感間的耦合，可實現(xiàn)輸入或輸出電流零紋波；針對電壓單閉環(huán)瞬時值控制存在的輸出電壓過零畸變這一不足之處，本文還以AC_Cuk為平臺，將單周期控制方案作為優(yōu)化控制策略進行了理論和仿真研究。研究結(jié)果表明，采用單周期控制的簡單拓撲單相AC/AC變換器避免了輸出電壓過零畸變問題，并且這一控制方案對輸入電壓的波動具有更強的抵制能力和更快