Buck三电平变换器_薛雅丽
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Buck型三电平AC-AC变换器控制策略研究陈可;张友军【摘要】详细分析了Buck型三电平AC/AC变换器拓扑结构和工作原理,提出了一种在联合输出电压和飞跨电容电压控制的基础上结合输入电压极性判断的控制策略,实现了输出电压和飞跨电容电压的闭环控制,并研制原理样机对该控制策略进行了验证.实验结果表明,采用该控制策略的Buck型三电平AC/AC变换器具有结构简单、易于实现、波形品质好等优点.该变换器相比于其两电平变换器,可以使开关管的电压应力减小一半,并大大减小输出滤波器的大小,适用于高压大功率场合.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2017(047)001【总页数】4页(P28-31)【关键词】Buck型交流变换器;三电平;输入电压极性判断【作者】陈可;张友军【作者单位】苏州大学机电工程学院,江苏苏州215021;苏州大学机电工程学院,江苏苏州215021【正文语种】中文【中图分类】TM46多电平AC/AC变换技术,不但可以用低电压等级的功率器件来实现高电压电能变换,而且还可用较多的电平数去逼近希望的输出波形,大大地改善了输出波形质量,降低了变换器的开关频率和开关损耗,因此可以应用在高压输入(输出)的变换场合[1-2]。
多电平AC/AC变换器主要包括多电平脉宽调制AC/AC斩波器、多电平矩阵变换器和多电平AC-DC-AC变换器等3类电路结构[3]。
对于后两种结构的多电平AC/AC变换器,国内外已进行了较为深入的研究,但对于多电平脉宽调制AC/AC 斩波器的研究则相对较少。
就Buck型三电平AC/AC变换器而言,文献[1]提出了其电路拓扑结构,但并未能给出相应的控制策略;文献[4]在文献[1]的基础上,提出了一种基于时钟交错的定频积分控制策略,实现了闭环控制,但未能实现对飞跨电容电压的控制,造成开关管电压应力不均匀。
因此本文提出了一种新型控制策略,并研制了一台原理样机,实验结果证明了该控制策略的正确性和可行性。
三电平buck直流变换器的研究
三电平buck直流变换器是一种新型的直流变换器,可以通过在两端加入三电平拓扑结构来实现较高的功率转换效率和较低的传导和开关损失。
该变换器通常由一个主开关和两个辅助开关组成,使用两个并联的低电阻电感器来支撑电流流动并进行电压平衡控制。
在控制电路中,可以通过适当的PWM控制策略来控制辅助开关的切换节奏,以实现高效的电力转换和稳定的输出电压。
此外,由于三电平buck直流变换器的运作方式具有高度可靠性和灵活性,广泛应用于电力应用,包括谐波补偿,恒压供电,电压调节等领域。
三电平buck变换器原理小伙伴,今天咱们来唠唠三电平buck变换器这个超有趣的东西。
你知道吗,buck变换器就像是一个超级魔法师,它的任务呢,就是把高电压变成低电压,就好像把一个大巨人变成小矮人一样神奇。
普通的buck变换器我们可能比较熟悉,但是这个三电平buck变换器可就更酷啦。
三电平buck变换器呀,它的核心就是有三个电平。
这三个电平就像是三个小伙伴,一起合作来完成降压的大任务。
那这三个电平是怎么来的呢?这就涉及到它的电路结构啦。
它的电路里面有好多的电子元件,像电容、电感、开关管这些,它们就像一个小团队一样。
电容就像是一个能量储存小仓库,电感呢就像是一个电流的小管家,而开关管就像是指挥官,指挥着电流的走向。
当电路开始工作的时候,开关管就开始发挥它的魔力啦。
它一会儿打开,一会儿关闭,就像在玩一个很有趣的开关游戏。
当开关管打开的时候,电源的电压就开始给电感和电容充电,这个时候电感就像一个小贪吃鬼,拼命地吸收电能,电容也在旁边默默地储存能量。
这时候的电平就开始发生变化啦,就像是在舞台上表演的演员,从一个状态切换到另一个状态。
然后呢,当开关管关闭的时候,电感可就开始发挥它的作用了。
电感就像是一个很有责任心的小管家,它不希望电流突然消失,于是就把自己储存的能量释放出来,继续给负载供电。
这个时候电容也会把自己储存的能量贡献出来一部分,它们一起维持着负载两端的电压。
这个过程中,三个电平就像是在跳一场优美的舞蹈,相互配合,相互协作,把高电压一步一步地变成低电压。
而且哦,三电平buck变换器还有一个很大的优点呢。
它比普通的buck变换器在降低电压的时候更加平稳,就像一个很稳当的小马车,不会突然颠簸。
这是因为它的三个电平能够更好地控制电压的下降幅度,不会让电压一下子降得太多或者太少。
这对于那些对电压稳定性要求很高的设备来说,简直就是救星啊。
比如说一些很精密的电子仪器,如果电压波动太大,就像一个人在坐过山车一样,那仪器可能就会晕头转向,出现故障啦。
三电平buck直流变换器的研究
Buck 直流变换器是一种常用的交流电源变换器,用于将输入的交流电压转换为直流输出。
三电平 buck 直流变换器是一种具有三个电平输出的 buck 变换器,可以同时输出高低两个电平输出,以及一个额外的电平作为反馈电压。
这种变换器的优点是可以提供更高的输出电压精度和更低的噪声水平。
进行研究时,可以通过以下步骤进行:
1. 确定研究目标:例如研究三电平 buck 直流变换器的性能和设计方法等。
2. 查阅相关文献:查阅相关文献,了解三电平 buck 直流变换器的工作原理、结构和性能特点等。
3. 进行分析和建模:对三电平 buck 直流变换器进行分析和建模,包括器件、电路和负载的建模等。
4. 进行仿真和实验:使用仿真软件和实验设备,对三电平 buck 直流变换器进行仿真和实验,以评估其性能和设计方法。
5. 优化设计:通过对三电平 buck 直流变换器的设计和优化,提高其性能和效率。
进行研究时,需要遵守相关法规和规定,确保研究过程中的安全和合法性。
三电平Buck变换器的设计与仿真作者:***来源:《机电信息》2020年第15期摘要:三电平变换器具有降低开关管的电压应力,改善输出滤波器工作条件的优势。
现针对三电平Buck变换器进行了详细分析,阐述了系统的工作原理、参数设计和外特性,为验证三电平Buck变换器的工作原理以及参数设定,利用SABER仿真软件进行仿真,并对仿真结果进行了分析。
关键词:三电平Buck变换器;工作原理;参数设定;SABER仿真0 引言开关电源技术是一种结合了电力变化、现代电子、自动控制等多种学科的新型技术,而开关电源的核心就是直流变换器。
直流变换器将输入的直流电压,利用高频斩波或高频逆变后,通过整流和滤波环节,转换成人们所需要的直流电压。
同时,由于直流变换器在开关电源领域的重要性和对其未来发展的期望,人们对其性能、重量、体积等各个方面提出了更高的要求[1-3]。
三电平变换器最大的优点是可以降低开关管的电压应力,因此适用于输入或输出电压较高的场合。
而有部分变换器还可以大大减小储能元件,如滤波电感、电容的大小,从而改善变换器的性能,减小设备体积和重量[4-5]。
本文主要介绍和分析了三电平Buck变换器(Buck TL)的工作原理,并通过对Buck TL 变换器的仿真分析来验证其工作特性。
1 Buck TL工作原理Buck TL变换器结构如图1所示,其中Cd1和Cd2为两个容量相等且容量很大的分压电容,故而两者所分担电压均为输入电压的一半,即VCdl=VCd2=Vin/2。
Q1、Q2是两只参数相同的开关管,D1和D2为续流二极管,Lf与Cf分别为滤波电感和滤波电容,Rf是负载。
Q1和Q2采取交错控制,即开关信号相差180°相角。
当开关管的占空比大于0.5时,Rf上的电压为三电平波形,Buck TL变换器工作在三电平模式;当开关管的占空比小于0.5时,工作在两电平模式。
因此下面对两种情况分别分析。
在分析之前,作如下假设:(1)所有器件均为理想器件;(2)Cd1=Cd2且足够大,各自保持Vin/2,可看做独立的电压源;(3)输出电容足够大。
三相Buck型三电平AC/AC变换器作者:叶欣张友军张凯范卫平来源:《现代电子技术》2018年第04期摘要:提出三相Buck型三电平AC/AC变换器的电路拓扑结构,研究其电路工作原理,并给出控制策略以实现输出电压和飞跨电容电压的联合控制。
相比于两电平变换器,三相Buck型三电平AC/AC变换器的开关管数量加倍,并增加了3个飞跨电容,但各开关管的电压应力均降低为原来的[12],故适用于高输入电压大功率应用场合。
仿真结果证明了三相Buck型三电平AC/AC变换器及其控制策略的可行性和理论分析的准确性。
关键词:三电平; AC/AC变换器;三相Buck型;拓扑结构;电压应力;飞跨电容中图分类号: TN431.1⁃34 文献标识码: A 文章编号: 1004⁃373X(2018)04⁃0134⁃05Abstract: The circuit topological structure of three⁃phase Buck type three⁃level AC/AC converter is proposed. The operating principle of the circuit is studied. The control strategy is given to realize combination control of the output voltage and the voltage of flying capacitor. In comparison with the two⁃level converter, the number of switching tubes of the three⁃phase Buck typethree⁃level AC/AC converter is doubled and three flying capacitors are added while the voltage stress of each switching tube is half reduced. As a result, the converter can be applied in the high input voltage and high power occasions. The simulation results demonstrate the feasibility of three⁃phase Buck type three⁃level AC/AC converter and its control strategy, as well as the correctness of theoretical analysis.Keywords: three⁃level; AC/AC converter; three⁃phase Buck type; topological structure; voltage stress; flying capacitor三电平(Three⁃Level,TL)AC/AC变换器通过增加开关管数量,构造出中间电平,使得变换器各开关管的电压应力降低为原来的[12],因此可应用于高压大功率场合,并可用较多的电平数去逼近希望的输出波形,从而能够大大地改善输出波形质量,降低变换器的开关频率和开关损耗,减小滤波器的体积,提高变换器的效率[1⁃8]。