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Buck型交流斩波调压器研究

杨阳  
【摘要】:交流斩波调压器是一种交流电转化成另一种交流电的变流装置。通过改变交流电幅值,实现向交流供电负载供电电或者同交流电网并网。它作为电力电子技术领域一个非常重要的组成部分一直受到人们的广泛关注。通过采用双向功率开关,借鉴简单实用的DC/DC拓扑结构,可以实现交流双向功率变换。 本文以Buck型交流斩波变换器为例,讨论了双向功率开关拓扑的变化及适用场合,分析了该型斩波器稳态下的工作原理,对双向开关管的换流给出了解决方案,进而对电路的总体结构参数设计提出了相应的规则。 深入理论研究过程中,该型斩波器采用开关周期平均的方式,对此建立起了比较精确的等效电路模型和交流小信号模型,并在这些模型的基础上给出了系统的关键变量之间的传递函数模型。在控制方式选择上采用了平均电流值控制,在内环采用电流控制,外环采用电压控制,并采用频率域Bode图校正的方式给出了频率补偿校正的过程,解决了双环参数的设计难题。 结合所设计的参数利用matlab simulink工具建立了整个斩波器的仿真模型,仿真实验表明,所选用的补偿装置参数是合理的,并且利用仿真建立了输入滤波器和输入电流谐波畸变率之间的关系。并利用仿真结果给出了输入滤波器的设计参数。仿真的结果充分地支持了实验样机的硬件设计,最后以TI DSP F2812芯片为核心实现对整个斩波装置的程序控制。通过样机试验结果表明,Buck型交流斩波变换器硬件结构简单,容易实现;软件实用可靠性强,最终的输出电压波形良好,精确度高。


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