单四象限功率开关式电流源高频交流环节AC/AC变换器研究

摘要

该文提出了基于反激Flyback变换器的电流源高频交流环节AC/AC变换器电路结构及其拓扑族,该电路结构由输入周波变换器、高频储能式变压器、输出周波变换器以及输入、输出滤波器构成,能够将一种不稳定劣质的正弦交流电变换成另一种同频率稳定的优质正弦交流电压;该电路拓扑族包括单四象限功率开关式、推挽式、半桥式、全桥式等四种电路.以单四象限功率开关式电路拓扑为例,分析研究了这类变换器工作模式、稳态原理与电压瞬时值反馈控制策略,给出了变换器的外特性曲线、关键电路参数、机内辅助开关电源的设计,对电流源高频交流环节AC/AC变换器并联扩容技术进行了研究.这类换器具有电路拓扑简洁、两级功率变换(LFAC/HFAC/LFAC)、双向功率流、高频电气隔离、网侧电流波形好、负载适应能力强、适合于小功率变换场合等特点.仿真与原理试验均证实了这类变换器的正确性与先进性,为实现新一代电子变压器、正弦交流稳压器、交流调压器奠定关键技术基础.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1 AC/AC变换器发展与现状

1.1.1非电气隔离型AC/AC变换器

1.1.2电气隔离型AC/AC变换器

1.2 AC/AC变换器的应用前景

1.3本文主要意义和研究内容

1.3.1本文主要意义

1.3.2本文主要内容

第二章电流源高频交流环节AC/AC变换器电路拓扑与原理特性

2.1电流源高频交流环节AC/AC变换器电路结构与拓扑族

2.1.1电路结构

2.1.2电路拓扑族

2.2电流源高频交流环节AC/AC变换器稳态分析

2.2.1稳态分析

2.2.2稳态分析时变换器外特性

2.2.3功率开关S1～S4漏源极间电压uds分析

2.3电流源高频交流环节AC/AC变换器控制原理

2.3.1电流源高频交流环节AC/AC变换器技术基础

2.3.2电流源高频交流环节AC/AC变换器控制方案

2.4电流源高频交流环节AC/AC变换器关键电路参数设计

2.4.1功率电路

2.4.2控制电路

2.5电流源高频交流环节AC/AC变换器仿真分析

2.6结论

第三章电流源高频交流环节AC/AC变换器并联扩容技术

3.1均流问题

3.1.1均流方法

3.1.2问题的提出

3.1.3电流源高频交流环节AC/AC变换器均流方法的选择

3.2控制方案

3.3仿真分析

3.3.1稳态仿真分析与讨论

3.3.2动态仿真分析与讨论

3.4结论

第四章机内辅助开关电源的设计与实现

4.1引言

4.2机内辅助电源原理

4.2.1功率电路

4.2.2控制方案

4.2.3电路组成

4.3关键电路参数设计

4.3.1 RCD箝位电路

4.3.2变压器设计

4.4机内辅助开关电源试验

4.5结论

第五章单四象限功率开关式电流源高频交流环节AC/AC交换器设计与原理试验

5.1系统构成与功率电路

5.2控制电路

5.2.1与电网电压同步的正弦基准电路

5.2.2误差放大电路

5.2.3误差信号处理电路和最大占空比限制电路

5.2.4三角波发生电路

5.2.5 SPWM比较器

5.2.6选通信号产生电路

5.2.7驱动信号产生电路

5.2.8驱动电路

5.2.9机内辅助电源

5.3功率电路设计与参数选择

5.3.1开关频率选择

5.3.2储能式变压器设计

5.3.3功率开关S1～S4选择

5.3.4二极管D1～D4的选择

5.3.5输出滤波电容Co的设计

5.4试验结果与讨论

第六章结束语

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文

致谢