橋式模塊化開關(guān)電容Ac-AC變換器及其控制策略研究.pdf

1、在需要對(duì)交流電進(jìn)行升降壓的場(chǎng)合，AC-AC功率變換器相比傳統(tǒng)自耦變壓器具有體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。開關(guān)電容功率變換器由于不含磁性元件，能夠顯著提高變換器效率、減小體積。本文首先提出了一種橋式模塊化雙向開關(guān)電容AC-AC變換器，能實(shí)現(xiàn)變比為4n或1/4n(n=1，2，3…)倍的AC-AC變換。闡述了該變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理及基本性能。設(shè)計(jì)并研制了一臺(tái)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，額定功率600W，電壓220V/55Vrms，開關(guān)頻率100kHz。
　

2、　然后，針對(duì)傳統(tǒng)開關(guān)電容變換器輸出電壓不可調(diào)節(jié)問題，提出了一種相控諧振型開關(guān)電容AC-AC變換器，由橋式模塊化雙向開關(guān)電容AC-AC變換器和小型諧振電感組成。由于電感的存在，AC-AC變換器存在安全換流問題。為此提出了一種安全換流策略，通過檢測(cè)輸入電壓極性控制開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在死區(qū)時(shí)間內(nèi)避免電容回路短路引起電流尖峰，并且為電感提供續(xù)流路徑。所提出的相控諧振型開關(guān)電容AC-AC變換器，采用移相控制的方法，能實(shí)現(xiàn)輸出電壓調(diào)節(jié)。理論分析了該變換

3、器的諧振電流、傳輸功率、電感儲(chǔ)能和電壓變比。
　　進(jìn)一步研究中，提出了三相橋式模塊化雙向開關(guān)電容AC-AC變換器，以適應(yīng)三相交流電變換場(chǎng)合。理論分析了變換器的工作原理，并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　最后，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了橋式模塊化雙向開關(guān)電容AC-AC變換器理論的正確性，以及性能的優(yōu)越性。該變換器僅由開關(guān)和電容組成，無磁性元件，具有能量轉(zhuǎn)換效率高、功率因數(shù)高、可雙向運(yùn)行、開關(guān)管電壓應(yīng)力低等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)相控諧振型開關(guān)電容AC-AC變換器的