PDF《陈 盛袁陈道炼》

第2期2011 年3月电源学报Journal of Power Supply No.

2 Mar.2011 陈 盛袁陈道炼 渊福州大学电力电子与电力传动研究所袁福州 350108冤 摘要院针对反激式高频环节 AC-AC 变换器输出容量小的特点袁提出并研究了这类变换器多模块主从式并联控 制策略遥 并联控制外环采用输出电压瞬时值反馈袁内环取各模块的副边电感电流平均值作为均流控制变量袁从而去 控制各从变换器的工作袁使各从变换器副边电流与主变换器一致袁达到并联均流的目的遥 文中给出了两个变换器模块 并联实例袁并对其进行了稳态和动态仿真遥 仿真结果表明袁这类并联变换器具有良好的负载适应能力和电压调整能力袁 均流程度好袁稳压性较好袁动态响应速度快等优点袁为这类变换器在大容量场合的应用奠定了关键技术基础遥 关键词院反激式曰AC-AC 变换器曰高频环节曰主从式并联控制 中图分类号院TM46 文献标志码院A 文章编号院CN12-1420渊2011冤02-0024-06 AC-AC 变换器袁是电力电子学的主要电能变换 形式之一遥 交-交型 AC-AC 变换器袁主要包括晶闸 管相控 AC-AC 变换器尧矩阵 AC-AC 变换器[1] 尧脉宽 调制低频环节 AC-AC 变换器[2] 和脉宽调制高频环 节AC-AC 变换器[3-5] 遥 其中袁高频环节 AC-AC 变换 器具有高频电气隔离尧双向功率流尧功率密度高尧变 换效率高尧网侧功率因数较高尧音频噪音低等优点袁 可用来实现性能优良的正弦交流稳压器尧电力电子 变压器等领域遥 高频环节 AC-AC 变换器袁 包括 Buck袁Boost袁Buck-Boost 型三类[3-5] 遥 其中袁Buck-Boost 型渊反激 式冤 高频环节 AC-AC 变换器具有电路拓扑十分简 洁尧网侧功率因数较高尧变换效率高尧动态响应快尧 短路时可靠性高尧输出容量小等特点遥 当需要扩大 这类变换器的输出容量时袁可以通过将多台变换器 并联来实现袁从而需要解决其并联均流问题遥 本文提出并研究了反激式高频环节 AC-AC 变 换器多模块主从式并联控制策略袁给出了两个变换 器模块并联实例袁并对其进行了稳态和动态仿真分 析遥 反激式高频环节 AC-AC 变换器电路拓扑族[5] 袁 包括单四象限功率开关式尧推挽式尧半桥式尧全桥式 电路遥 其中袁单四象限功率开关式拓扑如图 1渊a冤所 示袁结构最简洁袁开关数量少袁本文以其为例进行研 究遥 反激式高频环节 AC-AC 变换器采用电压瞬时 值反馈控制策略遥 具有输入电压极性和工作模式选 择的同频变换器电压瞬时值反馈控制原理袁 如图

1 (b)尧(c)所示遥 图中 iL21 为高频储能式变压器副边电感 电流 iL2 的基波分量遥 渊a冤单四象限开关反激式高频环节 AC-AC 变换器拓扑 收稿日期院2011-01-03 基金项目院国家自然科学基金资助项目渊50577031冤 作者简介院陈盛渊1986-冤袁男袁福建漳州人袁硕士研究生袁研究方向为 电力电子变流技术遥 渊b冤感性工作模式时原理波形 渊c冤控制框图 图1反激式高频环节 AC-AC 变换器拓扑及其输出 电压瞬时值反馈控制策略 将变换器输出的正弦交流电压 uo 的采样信号 与基准正弦信号 ur渊与输入电网电压同步冤比较袁经 PI 调节器后得到了误差放大信号 ue 及其反相信号袁 该误差放大信号 ue 及其反相信号分别与三角波载 波uT 比较后得到了 PWM 信号 uhf1袁uhf2曰uhf1 信号分别 与输入电压极性选择信号 usy 及其反向信号相或后 得到了功率开关 S3袁S1 的控制信号袁uhf2 信号分别与 usy 及其反向信号相或后得到了功率开关 S2袁S4 的控 制信号遥 通过调节 PWM 信号的占空比袁即可实现同 频变换器输出电压的稳定与调节遥 按输出电压 uo 和iL21 极性划分袁 变换器的工作 模式分为 A袁B袁C袁D袁每一种工作模式相当于一个单 管单向反激变换器遥当 uo>0袁iL21>0 时袁变换器工作在 模式 A袁S1 高频斩波袁S2袁S3 常通袁S4 截止袁ui袁L1袁L2袁S1袁D4袁Cf袁ZL 构成一个单管单向反激变换器袁电源向 负载供电袁等效电路如图 2(a)所示遥 当uo0 时袁变换器工作在模式 B袁S3 高频斩波袁S1袁S4 常通袁S2 截止袁ui袁L1袁L2袁S3袁D2袁Cf袁ZL 构成一个单管单向反激 变换器袁负载向电源馈电袁等效电路如图 2(b)所示遥 当uo