基于PWM交流調壓電路的研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展,電力變換技術在社會各行業(yè)中的應用越來越廣泛,作為電力變換重要組成部分的交流-交流電壓變換在電力系統(tǒng)設計、應用和制造行業(yè)中的作用也越來越重要,如工業(yè)加熱、路燈照明節(jié)能、感應電機軟啟動等領域。目前交流.交流電壓變換常采用變壓器或者晶閘管相控調壓器實現,但變壓器一般體積較大、成本較高、觸頭不易維護,而晶閘管相控調壓器則諧波含量較大、功率因數較低。此外,盡管變頻器也可實現交流.交流電壓變換,但由于需要進行兩次變換,往往造成交流-

2、交流變換的效率低下、成本過高。由此可見,為提高電能變換質量,對交流-交流調壓變換的拓撲結構與控制策略進行研究具有現實意義。
　　 本文研究了一種新型交流-交流調壓變換拓撲結構,采用絕緣柵極雙極晶體管(IGBT)為主要器件實現交流.交流電壓變換,對比分析了單周波控制和PI控制在交流調壓電路中的應用。首先,綜述了可控硅交流-交流變換器、交流-直流-交流型變換器和高頻交流-交流變換器的調壓方式及工作原理。研究了IGBT的開關特性和各相

3、關參數對IGBT驅動的影響,設計了兩個獨立電源的驅動電路和硬件死區(qū)電路以實現互補開關的可靠驅動,并研制了相應硬件電路。其次,以交流調壓電路的雙向電子開關控制方式及電路動態(tài)模型為依據,選取了電路元器件的相關參數,并實現了單相交流調壓變換與三相交流Cuk型調壓變換。仿真結果表明,采用上述交流調壓控制策略可實現有效調壓。再次,為了得到穩(wěn)定的輸出電壓,文中在對單周波控制和PI控制進行了理論分析的基礎上,將上述控制策略應用于Buck型交流調壓電路

4、中,仿真結果表明,這兩種控制策略都可為穩(wěn)定調壓電路的輸出提供有效支持。此外,對比了兩種控制策略的特點,在輸入電壓發(fā)生突變的情況下,單周波控制下的Buck型交流調壓電路響應速度快于PI控制下的Buck型交流調壓電路。當負載變化時PI控制的Buck型交流調壓電路的響應速度與單周波控制的Buck型交流調壓電路相當。最后,研制了輸入19.3V、輸出9V的小功率樣機。實驗結果表明,基于單周波控制的交流調壓電路與基于PI控制的交流調壓電路相比,電路