π型AC-AC交流變換器及其變結構控制策略的研究.pdf

1、本文主要研究了一種新穎的π型AC/AC交流變換器的電路結構、工作原理及其變結構控制策略。該變換器由Buck交流單元和Boost交流單元組合而成，與級聯式Buck—Boost型AC/AC交流變換器相比，省卻了一個LC濾波器，采用雙載波雙輸出基準變結構控制策略，使得變換器可工作于Buck、Boost和濾波三種模式，雖然采用兩級占空比調制，但實際上最多只存在一級功率變換，變換效率高；根據理論分析和參數計算，研制了一臺實驗原理樣機，進行了相關實

2、驗研究，給出了實驗波形和數據。
　　 本文首先介紹了單相Buck型和單相Boost型AC/AC交流變換器的電路拓撲，對二者的工作原理、開關模態(tài)進行了詳細分析；根據輸入電壓和電感電流的極性不同，在一個輸入電壓基波周期內，兩種變換器都存在四種不同工作階段；對于每個階段內的每一個開關周期，又分別有三種不同的開關模態(tài)：功率傳輸模態(tài)、續(xù)流模態(tài)和死區(qū)模態(tài)；基于理論分析，進行了仿真和實驗驗證，給出了相應的仿真波形及實驗結果。
　　 將

3、單相Buck型AC/AC交流變換器和單相Boost型AC/AC交流變換器前后級聯，得到單相級聯式Buck—Boost型AC/AC交流變換器，對該變換器進行結構優(yōu)化，省卻一個LC濾波器，可得到一種新穎的單相π型AC/AC交流變換器的電路拓撲；針對單相π型AC/AC交流變換器的穩(wěn)壓應用場合，提出了雙載波調制雙輸出基準變結構控制策略；分析了用可調輸出基準來實現交流調壓的基本原理；仿真結果及分析驗證了控制策略的可行性。
　　 以交流穩(wěn)壓

4、應用為例，通過理論計算、軟件仿真和實驗調試確定了單相π型AC/AC交流變換器的關鍵設計參數，據此研制了一臺原理實驗樣機，進行了交流穩(wěn)壓實驗研究，給出了實驗波形和相關效率數據。
　　 在進一步的研究中，分別介紹了三相Buck型AC/AC交流變換器和三相Boost型AC/AC交流變換器的電路結構及工作原理，對比分析了單相電壓反饋控制和三相反饋控制兩種控制實現方法，分別進行了相關仿真和實驗驗證；在此基礎上，將三相Buck型AC/AC交

5、流變換器和三相Boost型AC/AC交流變換器前后級聯，可得到級聯式三相Buck—Boost型AC/AC交流變換器，對該變換器進行結構優(yōu)化，每相省卻一個LC濾波器，即得到三相π型AC/AC交流變換器的電路拓撲；分析了三相π型AC/AC交流變換器的工作原理，并進行了軟件仿真研究。
　　 理論分析、仿真與實驗結果表明，π型AC/AC交流變換器及變結構控制策略正確可行，可用于寬范圍穩(wěn)壓及調壓場合，具有電路簡單、控制容易、變換級數少、變