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基于反激变换器的多模块组合AC-AC变换器研究

作　者: 胡伟
导　师: 李磊
学　校: 南京理工大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 串并联组合反激变换器 AC/AC变换器模块电流同相稳定分压
分类号: TM46
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 121次
引　用: 2次
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内容摘要

本文将标准变换器模块的串并联组合应用于无中间直流环节的高频交流环节AC／AC变换器,提出了串并联组合高频交流环节AC／AC变换器。并重点研究了以单四象限开关电流源高频交流环节AC／AC变换器作为组成模块的输入串联输出并联(ISOP)电流源高频交流环节AC／AC变换器。首先,以串并联组合电流源高频交流环节AC／AC变换器为例,介绍了串并联组合高频交流环节AC／AC变换器的四种组合及其特点。其次,研究了工作于电流断续模式(DCM)的双向功率流ISOP反激变换器的直流等效电路和交流小信号等效电路。介绍了基于反激变换器的ISOP电流源高频交流环节AC／AC变换器的工作原理及其与双向ISOP反激变换器的关系,给出了其交流基波等效电路和小信号等效电路,同时给出了其控制策略。此控制策略保证了各模块电流的同相和各模块输入电压的稳定分压。推导出了此控制策略下整个系统的小信号数学模型。最后,设计了两模块ISOP电流源高频交流环节AC／AC变换器。通过软件仿真,验证了此变换器的工作原理、数学模型和控制策略的正确性,为原理样机的制作提供了初步的仿真验证。完成了原理样机的制作,并给出了样机实验结果和分析。仿真与样机实验结果表明,ISOP电流源高频交流环节AC／AC变换器具有以下特点：继承了电流源高频交流环节AC／AC变换器的大部分特点；但输入侧功率器件电压应力较低,输出侧功率器件电流应力较低；适用于输入电压较高,输出电压较低的交流电能变换场合。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-9
图表目录  9-11
1 绪论  11-18
  1.1 AC/AC变换技术  11-13
    1.1.1 交-直-交型AC/AC变换器  11-12
    1.1.2 交-交型AC/AC变换器  12-13
  1.2 模块组合变换技术  13-16
    1.2.1 变换器的四种组合形式  14-15
    1.2.2 串并联组合直接AC/AC变换器  15-16
  1.3 本文研究的主要内容和意义  16-18
    1.3.1 本文研究的意义  16
    1.3.2 本文研究的主要内容  16-18
2 双向ISOP反激变换器研究  18-30
  2.1 双向ISOP反激变换器拓扑结构  18
  2.2 双向ISOP反激变换器数学模型分析  18-25
    2.2.1 正向传输能量的数学模型  20-22
    2.2.2 能量回馈时的数学模型  22-23
    2.2.3 双向ISOP反激变换器数学模型分析  23-25
  2.3 电容电压纹波分析  25-29
    2.3.1 输入电容电压纹波分析  26-27
    2.3.2 输出滤波电容电压纹波分析  27-29
  2.4 小结  29-30
3 基于反激变换器的ISOP AC/AC变换器及其控制策略研究  30-63
  3.1 基于反激变换器的ISOP AC/AC变换器拓扑结构  30
  3.2 ISOP直接AC/AC变换器及其控制策略分析  30-32
  3.3 基于反激变换器的ISOP AC/AC变换器工作原理  32-34
  3.4 基于反激变换器的ISOP AC/AC变换器数学模型分析  34-38
    3.4.1 基于反激变换器的ISOP AC/AC变换器的交流基波等效电路  35-36
    3.4.2 基于反激变换器的ISOP AC/AC变换器的小信号模型  36-38
  3.5 基于反激变换器的ISOP AC/AC变换器控制电路设计  38-46
    3.5.1 基于反激变换器的ISOP AC/AC变换器控制电路  38-39
    3.5.2 基于反激变换器的ISOP AC/AC变换器系统小信号模型  39-41
    3.5.3 控制器及其参数设计  41-46
  3.6 仿真验证与分析  46-62
    3.6.1 电容电压纹波仿真分析  46-47
    3.6.2 稳态性能仿真分析  47-59
    3.6.3 动态性能仿真分析  59-62
  3.7 小结  62-63
4 原理样机设计与实验结果分析  63-75
  4.1 变换器总体结构  63
  4.2 功率电路设计  63-67
    4.2.1 样机主要技术指标  63-64
    4.2.2 输入滤波器设计  64-65
    4.2.3 储能变压器设计  65-66
    4.2.4 关断缓冲电路  66
    4.2.5 功率器件选择  66-67
    4.2.6 输出滤波电容  67
  4.3 控制电路设计  67-69
    4.3.1 输出电压和输入电压控制电路设计  67
    4.3.2 三角波发生电路设计  67-68
    4.3.3 输入电压隔离采样电路  68-69
  4.4 控制器参数设计  69
  4.5 实验结果及分析  69-74
    4.5.1 控制电路实验波形  69-70
    4.5.2 功率电路实验波形  70-74
  4.6 小结  74-75
5 全文总结及研究展望  75-76
  5.1 研究内容总结  75
  5.2 尚待解决的问题及研究设想  75-76
致谢  76-77
参考文献  77-80
附录  80

基于反激变换器的多模块组合AC-AC变换器研究

内容摘要

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