单相Boost型AC_AC交流变换器的分析与实现

基于单相桥式整流电路的ac转ac的电源装置

基于单相桥式整流电路的AC转AC的电源装置1. 前言随着科技的不断进步和电子设备的普及，对各种类型的电源装置提出了更高的要求。

其中，AC转AC的电源装置作为一种能够将交流电转换为交流电的装置，被广泛应用于各种领域，如医疗设备、工业控制等。

本文将围绕基于单相桥式整流电路的AC转AC的电源装置展开讨论。

2. 单相桥式整流电路的基本原理单相桥式整流电路是一种常用的电子电路，在交流电转换为直流电的过程中发挥着重要作用。

其基本原理是利用四个二极管构成的桥式结构，实现了交流电到直流电的转换。

在电源装置中，单相桥式整流电路作为一个重要的组成部分，为后续的交流电转换提供了基础。

3. AC转AC的电源装置设计原理AC转AC的电源装置是一种能够将输入的交流电转换为输出的交流电的装置。

其设计原理在于利用各种电子元件和电路来实现输入和输出之间的电压、频率等参数的变换。

在实际的应用中，设计一种高效稳定的AC转AC的电源装置是一个复杂且具有挑战性的任务。

4. 基于单相桥式整流电路的AC转AC的电源装置设计方案基于单相桥式整流电路的AC转AC的电源装置设计方案是一种常见的设计方案，其具有结构简单、成本较低等优点。

在实际的设计中，可以根据具体的要求和应用场景，选择合适的变压器、控制电路等元件和电路来实现设计方案。

5. AC转AC的电源装置的性能指标在设计和实现AC转AC的电源装置时，性能指标是评价一个装置优劣的重要标准。

常见的性能指标包括输出电压稳定性、效率、功率因数、谐波失真等。

设计人员需要根据具体的要求和标准来确定这些性能指标，并在设计过程中充分考虑。

6. 实例分析：基于单相桥式整流电路的AC转AC的电源装置通过实际的案例分析，可以更好地理解基于单相桥式整流电路的AC转AC的电源装置的设计和应用。

在实例分析中，可以结合具体的应用场景和要求，展示设计方案的优劣势，为读者提供更具体的参考。

7. 结语基于单相桥式整流电路的AC转AC的电源装置在现代电子电路设计中扮演着重要的角色，其设计和实现涉及到诸多知识领域，如电子技术、控制工程等。

一种单相Buck-boost AC-AC变流器[实用新型专利]

专利名称：一种单相Buck-boost AC-AC变流器专利类型：实用新型专利
发明人：王会桥,牛学洲,王力,赵娜,张建文
申请号：CN201820745413.6
申请日：20180518
公开号：CN208369482U
公开日：
20190111
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种单相Buck‑boost AC‑AC变流器，包括电源，输入滤波器，输出滤波电容，中间电感，开关管以及正极分别对应连接在所述场效应管漏极的二极管；由三个带六个开关单元的支路组成，每个单元由一个有源开关和一个二极管组成，它可以提供Buck‑boost操作并免受直通问题的影响；由于在电流路径中只涉及两个开关单元，所以传导损耗很低，提高了系统效率；可以作为DVRs来保护敏感负载免受电压干扰，例如电压下陷和膨胀。

它还适用于需要输出电压和频率调节的应用，如感应加热，风扇或泵的速度控制，感应电动机驱动等。

申请人：国网山东省电力公司菏泽供电公司,国家电网公司
地址：274000 山东省菏泽市中华东路北侧(中银对面)
国籍：CN
代理机构：合肥中谷知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：洪玲
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Boost变换器工作原理与设计

选择磁芯材料
根据工作频率和电感值，选择合适的磁芯材料，以确保电感的性能和效率。
确定线圈匝数
根据电感值、线圈直径和磁芯材料，计算线圈匝数，以获得所需的电感性能。
二极管选择
1 2
选择合适的二极管类型
根据工作电压、电流和开关频率，选择合适的二极管类型。
确定额定电流和电压
根据最大输出电流和电压，选择二极管的额定电流和电压。
重要性
Boost变换器在许多应用中都非常重要，如分布式电源系统、电动汽车和可再生能源系统等。
Boost变换器的历史与发展
历史
Boost变换器最初在20世纪80年代被提出，随着电力电子技术和控制理论的不断发展，其性能和效率得到了不断提高。
发展
目前，Boost变换器已经广泛应用于各种领域，并且随着新能源和电动汽车的快速发展，其需求和应用前景仍然非常广阔。
当开关管关断时，电感释放所储存的能量，通过二极管和输出电容向负载提供电流，同时输出电压逐渐升高。
通过控制开关管的通断时间，可以调节输出电压的大小。
电感的作用
电感在开关管导通时储存能量，在开关管关断时释放能量。
电感的值决定了输出电压的大小和开关频率。
电感的作用是调节电流和维持输出电压的稳定。
小型化
随着电子设备的小型化和集成化，减小Boost变换器的体积成为未来的重要发展方向。
智能化
随着人工智能和物联网技术的发展，实现Boost变换器的智能化控制和远程监控成为未来的重要发展方向。
THANKS
感谢观看
02
Boost变换器的工作原理
工作原理概述
Boost变换器是一种DC-DC转换器，用于提高直流电压。

基于简单拓扑的单相直接ACAC变换器研究

南京航空航天大学硕士学位论文基于简单拓扑的单相直接AC/AC变换器研究姓名：蔡鹏申请学位级别：硕士专业：电机与电器指导教师：谢少军 20060101
南京航空航天大学硕士学位论文
摘
要
基于 DC-DC 拓扑、通过双向化功率开关实现直接 AC/AC 变换，是近年来 AC/AC 功率变换技术研究的热点。本文介绍了基于直流 Buck、Boost 和 Cuk 电路，采用单有源四象限开关实现功率双向化的直接 AC/AC 变换拓扑族，该拓扑族中的单、三相变换电路均只使用两个功率开关，可实现波形优良的同频 AC/AC 四象限变换，具有电路结构简单、控制简便、可实现小型化等优点。本文以这一扑族中的两种基本单相变换电路 AC_Buck 和 AC_Cuk 为对象，对基于简单拓扑的单相直接 AC/AC 变换器进行了全面的研究。本文首先分析了 AC_Buck 变换器的变换原理，得出了电路参数设计准则；继而对电路实现的难点即功率管换流问题进行了深入分析，并得出了一种可行的解决方案即 RCD 换流方案；作为对简单拓扑单相直接 AC/AC 变换器控制策略的探索，本文以 AC_Buck 为平台，对电压单闭环瞬时值控制方案进行了研究，在理论分析和仿真研究的基础上设计并制作了一台采用 RCD 换流、电压单闭环瞬时值控制的 AC_Buck 变换器原理样机。仿真和实验结果表明，RCD 换流方案有效地解决了变换器的功率管换流问题，采用电压单闭环瞬时值控制能够实现波形优良的四象限 AC/AC 变换，对电源和负载扰动均具有很强的抵制能案存在轻微程度的输出电压过零点畸变。本文继而对 AC_Cuk 变换器进行了全面研究，分析了其变换原理，得出了电路参数设计准则；通过理论分析和仿真研究，验证了 RCD 换流方案同样能够解决 AC_Cuk 的功率管换流问题；论文同时对具有两电感耦合的 AC_Cuk 变换器进行了理论和仿真分析，验证了 AC_Cuk 变换器通过输入和输出两电感间的耦合，可实现输入或输出电流零纹波；针对电压单闭环瞬时值控制存在的输出电压过零畸变这一不足之处，本文还以 AC_Cuk 为平台，将单周期控制方案作为优化控制策略进行了理论和仿真研究。研究结果表明，采用单周期控制的简单拓扑单相 AC/AC 变换器避免了输出电压过零畸变问题，并且这一控制方案对输入电压的波动具有更强的抵制能力和更快速的动态调节能力。关键词：直接 AC/AC 变换，简单拓扑， RCD 换流，两电感耦合，电压单闭环瞬时值控制，单周期控制

基于Buck_Boost的AC_AC变换器设计

摘要利用 Buck-Boost 电路输出电压理论上可以在零到无穷大之间变化的特点，将 BuckBoost 斩波电路应用于交流电压变换，提出了一种变比可以连续变化的固态变压器。与传统的自耦调压器相比，基于 Buck-Boost 变换器的固态变压器具有输出电压范围宽、体积小的特点，并且由于采用了电压反馈控制，使得其输出电压不受负载变化的影响，外特性较硬。针对四象限开关存在的换流问题，提出了该变换器的换流策略，在理论分析的基础上，设计制作了一台 AC/AC 调压器，实验结果验证了该变换器的可行性。
文献[3]提出了一类基于 DC/DC 变换器拓扑的
收稿日期 2007-03-06 改稿日期 2007-06-21
PWM AC/AC 变换器拓扑族，通过采用双向开关取代直流变换器中的单向开关，这类变换器能实现直接 AC/AC 电压变换的功能，并且开关数量少，电路结构简单，实现成本低，但由于单有源器件双向开关的使用，使变换器存在严重的换流问题，大大降低了变换器的可靠性和效率。
为了便于分析，假设变换器所有的元件都是理想器件。设变换器输入为工频交流电压 vin，输出为 vo，开关频率为 f，输出额定功率为 Po。由于开关频率远大于电源频率，因此在一个开关周期内输入电压 vin、输出电压 vo、电感电流 iLf 均可被视为直流，分别标记为 vin 、 vo 、 iLf 。并假设一个高频周期中功率开关 S1 导通的时间为 DT，其中，T 为开关周期，D 为占空比，则 S3 导通，电感向负载释放能量的时间为（1−D）T。根据 Buck-Boost 变换器的工作原理，在开关周期内平均输出电压和平均输入电压的关系符合
Lf
∆iLf (1− D)T
= vo
（3）
其中， ∆iLf = iLf × 2ki ，表示任意开关周期里电感电流的最大变化量。为了减小流过功率开关的电流尖峰，一般取 ki≤20%。式（3）对于任意开关周期均成立，结合图 4 所示的关系，由变换器在各开关周期工作状态的一般性，可得到在整个工频周期的关系式

单相有源ACDC变换器及高性能功率模块的研究与应用

学位论文作者签名：日期： 2007 年 10 月 12 日
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上海交通大学工程硕士学位论文
摘要
上海交通大学学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
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上海交通大学工程硕士学位论文
摘要
上海交通大学学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
国际电工委员会面对日益严重的谐波危害，分别制定了用电设备的相应准入标准，其中最有影响力的是 IEC 61000-3-2。中国政府也颁布了与之相应的国家标准并强制实施，表 1-1 给出了关于单相 16A 以下家用电器的谐波抑制标准。任何未通过此标准的产品不得出厂和销售。在这样一个大的应用需求前提下，谐波抑制技术的产
Recount the smart power module FSBB20CH60 bearing the function of integrated driving, protecting and system controlling, implement the isolation outside driving design, carry out a kind of high quality power module. Make the cost lower and enhance the reliability. At present it has put into batch production and gets the expectant purpose.

一种高功率因数的单相AC—DC变换器

一种高功率因数的单相AC—DC变换器作者：李雨丁志勇李鹏鹏来源：《科技与创新》2014年第14期摘要：设计了一种有源功率因数校正（APFC）的高功率因数单相AC-DC变换器。

该系统以TI公司专用APFC控制芯片UCC28019为控制核心，实现BOOST式APFC，后级以高效控制芯片TPS54360为控制器，输出恒压36 V，最大输出电流为2.5 A。

该系统采用STC12C5A60S2单片机为监测控制中心，具有输出过流保护和功率因数、输出电压、输出电流实时测量和显示功能。

在设计时，该系统从布局布线和滤波等方面消除了电磁干扰，使电压调整率和负载调整率都在0.5%以下，工作性能稳定、可靠。

关键词：APFC；AC-DC变换器；UCC28019；STC12C5A60S2中图分类号：TM46 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）14-0024-02在电力电子技术和电子仪器中，所需的直流电主要来源于交流电网全波整流再加大的电容滤波。

但是，其输入电流谐波含量较高，大量高次谐波电流倒灌回电网，产生传导和辐射干扰，对电网产生较为严重的谐波污染。

因此，设计高功率因数的变换器，抑制电流谐波污染是势在必行的。

目前，功率因数校正PFC分为主动式（有源）和被动式（无源）两种。

被动式PFC电路一般采用电感补偿的方法使交流输入的基波电流与电压之间的相位差逐步减小，以此来提高功率因数，其功率因数只能达到0.7～0.8. 主动式PFC电路是通过专用IC去调整电流的波形，以此对电流、电压间的相位差进行补偿，其功率因数通常可达98%以上，校正效果良好。

1 系统方案设计该设计输出稳定直流电压36 V，该系统前级采用BOOST式APFC电路，实现功率因数校正，后级BUCK变换器稳定输出电压。

系统控制芯片采用TI专用APFC芯片UCC28019，利用电流环和电压环双环完成功率因数校正。

通过精密采样、电阻采样输入侧电压和电流信号，经过整形和鉴相电路测得两者的相位差，并计算出功率因数。

单相直接AC_AC变换器的实现与分析

图 1 的 11M C, 在理想状态下有 [ 1, 5] I o( t ) V o( t ) = I i( t ) V i( t ) V o ( t ) = M( t ) V i( t ) = M ( t )
o o
V i( t ) V o( t )
其中 , I ( t ) 、 V ( t ) 为输出电流、电压瞬时值, I i( t ) 、 V i ( t ) 为输入电流、电压瞬时值。调制函数为 M ( t) = m 11 m 21 m 12 m 22 , 其中矩阵因子
1 矩阵式变换器
矩阵式变换器 ( Mat rix convert er , M C ) 可以实
收稿日期 : 2001-09-09 作者简介 : 万衡 ( 1967-) , 男 , 上海人 , 助研 , 研究方向 : 自动控制装置与系统。
第4期
万衡等 : 单相直接 A C-A C 变换器的实现与分析
The Implementation and Analysis of Simple Phase Direct AC-AC Converter
WA N H eng , Y U Y an , H UA N G Dao
1* 2 1
( 1. Col lege of I nf orm ation Science and Engineer ing ECUS T , S hanghai 200237, China ; 2. S hanghai T el ecommunicati ons Corp oration, Shanghai 200003, China) Abstract: T he met ho d and t he to polo gy of the t w o dif f erent simple phase AC-AC dir ect convert er s are desig ned and implement ed. T he charact er ist ics o f t w o conver ters are compared and t he f ur ther applicat ions are discussed . Key words : simple phase; direct AC-AC co nvert er; simulat io n; mat rix conv er ter

单相四开关Z源AC-AC变换器

单相四开关Z源AC-AC变换器汤雨张超华谢少军(南京航空航天大学航空电源重点实验室南京 210016)Single-Phase Four Switches Z-Source AC-AC ConvertersTANG Yu, ZHANG Chao-hua, XIE Shao-jun(Nanjing University of Aeronuatics and Astronautics Nanjing 210016 China)Abstract: A new family of single-phase four switchesZ-source AC-AC converters are proposed, including voltage-fed and current-fed. Compared to traditional ac-ac converter circuits, they have unique features: providing a larger range of output ac voltage with buck-boost, reversing or maintaining phase angle, reducing in-rush and harmonic current. A new commutation strategy for single-phase four switches Z-source AC-AC converters is proposed to solve the commutation problem existing in AC-AC converters. Analysis, simulation and experimentation are given on the voltage-fed Z-source AC-AC converter. Experimental results verified the analysis.Keywords: AC-AC converter; Z-source; Commutation摘要：本文提出了一种单相四开关Z源AC-AC变换器，它包括电压型与电流型两类。

单相电压型Z源AC_AC变流器电路

ＦＡＮＧＸｕ－ｐｅｎｇ
（１．ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６５１０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｓａｎｏｖｅｌＡＣ／ＡＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒ－ｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅｖｏｌｔａｇｅ－ｆｅｄＺ－ｓｏｕｒｃｅＡＣ／ＡＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｉｔｓｃｉｒｃｕｉｔｔｏｐｏｌｏｇｙ，ｏｐｅｒａｔｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｓｉｍｕｌａｔｉｖｅａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｖｅｒｉｆｉｅｓｉｔｓｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙａｎｄｓｕｐｅｒｉｏｒｉｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｍｐｅｄａｎｃｅｃｏｎｖｅｒｔｅｒ／ｖｏｌｔａｇｅｒｅｑｕｌａｔｏｒ
第４０卷第６期２００６年１２月
电力电子技术ＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
单相电压型Ｚ源ＡＣ／ＡＣ变流器电路
房绪鹏
（山东科技大学，山东青岛２６６５１０）
Ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．６Ｄｅｃｅｍｂｅｒ，２００６
摘要：提出了一种新型ＡＣ／ＡＣ变流器电路— ——单相电压型Ｚ源ＡＣ／ＡＣ变流器；介绍了其电路拓扑、工作原理、
#
$ｉＣ１＝ｉＣ２＝ｉＣ＝ωＣＵＣｓｉ（ｎ ωｔ＋"Ｃ＋９０°）
假设输入和输出电压为：
（１）
ｕｉ＝Ｕｉｓｉｎωｔ，ｕｏ＝Ｕｏｓｉｎ（ωｔ＋"ｏ）
（２）
（１）状态１在状态１，双向电力电子开关ＶＳ２
导通，ＶＳ１关断。电感向负载放电，电源向电容充电。

电力变换的四大类型及应用

电力变换的四大类型及应用电力变换是一种将电能从一种形式转换为另一种形式的技术，它在电力系统中起着至关重要的作用。

根据能量转换的不同方式，电力变换可以分为四大类型：直流到直流（DC-DC）变换、交流到交流（AC-AC）变换、直流到交流（DC-AC）变换和交流到直流（AC-DC）变换。

直流到直流变换（DC-DC变换）主要是将一个直流电能源转换为另一个直流电能源，常用的方法有：1. 降压变换器（Buck Converter）：将高电压降至低电压。

2. 升压变换器（Boost Converter）：将低电压提升至高电压。

3. 反激变换器（Flyback Converter）：能够提供隔离性的降压或升压变换。

4. 双向变换器（Buck-Boost Converter）：既能降压又能升压，具有较大的灵活性。

DC-DC变换器的应用非常广泛，例如电动汽车充电、太阳能光伏系统、电池供电系统等。

交流到交流变换（AC-AC变换）是指将一个交流电能源转换为另一个交流电能源，常用的方法有：1. 双绕组变压器（Transformer）：通过变压器的变压比实现电压的升降。

2. 同步变压器（Synchronous Transformer）：具有可调整变比的变压器。

3. 静态变频器（Static Frequency Converter）：可以实现交流电的变频。

AC-AC变换器的应用非常广泛，例如电网电压控制、变压器调压、电机调速等。

直流到交流变换（DC-AC变换）主要是将直流电能源转换为交流电能源，常用的方法有：1. 逆变器（Inverter）：逆变器将直流电能转换为交流电能，逆变器常用于太阳能光伏发电系统和电动汽车驱动系统。

DC-AC变换器的应用非常广泛，可以实现从低压直流到高压交流或者从低频直流到高频交流，例如太阳能发电系统中的逆变器将直流电能转换为交流电能，以便输入到电网中。

交流到直流变换（AC-DC变换）是指将交流电能源转换为直流电能源，常用的方法有：1. 整流器（Rectifier）：通过整流器将交流电转换为直流电。

Boost变换器的控制研究与实现

结论与展望
本次演示对Boost变换器的控制研究与实现进行了详细的探讨。通过理论分析、建模仿真和实验验证等方法，我的控制精度和稳定性，但在实现过程中存在电路复杂度和成本较高的问题。
展望未来，我们建议在以下方面进行深入研究：1）探索新的控制策略，提高Boost变换器的性能和稳定性；2）研究多模块并联的Boost变换器控制技术，以满足更大功率输出的需求；3）结合、机器学习等技术，实现Boost变换器的智能控制与优化。
隔离Boost变换器与反激逆变器：原理、应用与展望
随着电力电子技术的发展，隔离式电源在各种领域的应用越来越广泛。其中，隔离Boost变换器和反激逆变器作为两种重要的隔离电源，具有广泛的应用前景。本次演示将对这两种变换器的原理、应用现状及未来研究进行详细探讨。
一、隔离Boost变换器
隔离Boost变换器是一种常用的隔离电源，它可以将直流电压升高到更高的值。其基本原理是采用电感器和开关管进行能量存储和传递，通过控制开关管的通断时间来调节输出电压的大小。隔离Boost变换器的主要优点是效率高、体积小、输出电压范围广，因此在很多领域都有广泛应用。
实现方法
在实现方法方面，我们将介绍以下两种方法：
1、硬件实现：通过搭建电路，利用电力电子器件（如开关管、二极管等）实现Boost变换器。优点是性能高、可靠性高，但成本较高，调试周期长。
2、软件实现：利用数字信号处理器（DSP）或其他控制器，通过编写程序实现Boost变换器的控制。优点是灵活性强、易于升级维护，但实时性要求高，对处理器性能要求较高。
文献综述
在过去的几十年中，针对Boost变换器的控制研究得到了广泛的。国内外学者和企业纷纷投入大量精力，研究各种控制策略和方法。目前，常见的控制方法包括：电压控制法、电流控制法和基于状态反馈的控制法等。尽管已经取得了一定的成果，但仍存在一些问题和挑战，如控制精度不高、稳定性不足、响应速度不快等。

Boost型变换器电路结构及其演化.

Boost型变换器电路结构及其演化Boost型变换器电路结构及其演化类别：电源技术摘要: 文章论述了基于BooST 型变换器的DC - DC、DC - AC、AC - DC 和AC - AC 变换器电路结构及其演化过程,给出了各类变换器的电路结构和拓扑实例、仿真与原理试验结果。

理论分析、仿真和原理试验结果表明,Boost 型变换器在中大容量的DC - DC、DC - AC、AC - DC 和AC - AC 电能变换中具有重要的应用价值。

0 引言众所周知,基本的非隔离和隔离Boost 型变换器由于具有电路拓扑简洁、输入电流纹波小、可升压、负载短路时可靠性高、输出容量大等优点,因而广泛应用于中大功率的DC - DC 和PFC 变换场合。

然而,非隔离和隔离Boost 型变换器用于DC2AC、AC2DC、AC2AC 电能变换及其电路结构的演化过程并非大家所熟悉。

本文主要从基本的非隔离和隔离Boost 型变换器电路拓扑出发,论述了Boost 型变换器电路结构及其演化过程。

该电路结构演化过程的思路对于从事电力电子学电路拓扑的研究人员将会起到较好的启发作用。

1 单向Boost 型DC-DC变换器 1.1 非隔离型非隔离单向Boost 型DC-DC 变换器电路结构与拓扑实例,如图1 所示。

该电路结构是由输入LC 滤波器、储能电感、逆变器、整流器以及输出滤波电容依序级联构成,是研究其它Boost 型变换器的基础,适用于输出电压高于输入电压的中大功率直流变换场合。

图1 非隔离单向Boost 型DC-DC变换器电路结构与拓扑实例 1.2 隔离型在图1 所示电路结构中的逆变器和整流器之间插入高频变压器,可派生出图2 所示的隔离单向Boost 型DC-DC 变换器。

图2 隔离单向Boost 型DC-DC变换器电路结构与拓扑实例2 双向Boost 型DC-DC变换器 2.1 非隔离型用有源开关替代图1 所示电路结构中的整流器,可派生出图3 所示的非隔离双向Boo st 型DC-DC 变换器。

AC-AC变换器解析

0 时刻为电源电压过
零时刻在交流电源的正负半周，分别控制两个晶闸管开通，正负半周控制角相等，均为
当 =0 时 U R U 1 ；时 =180
u
UR 0
• 电阻负载Resistive load 移相范围为
0 180
u
负载电压有效值
负载电流有效值
IR = U R U1 = R R
wt
wt
1.负载电流方程
wt = 时刻开通晶闸管VT1，负载电流应满足
dio L Rio = 2U 1 sin wt dt io | 0 wt wt 2U 1 [sin(wt ) sin( ) e tan ] Z wt +
io =
现代电力电子学
AC-AC变换器程逸帆
主要内容
1. 交流调压电路
2. 相控交交变频电路
交-交变换电路是把一种形式的交流直接变成另一种形式交流的电路,相控晶闸管在周波变换器中有很好的应用.主要包括交流调压器和交交变频器。优点：交交变换器没有中间储能环节，可以缩减电力电子装置的体积和重量；其能量可以双向流动，较容易实现能量的回馈；功率因数可调，可以实现单位功率因数。缺点：交交变换的电压、电流和频率都收到一定的限制，其应用范围没有交直交系统广泛。
（ 2 -） + sin 2 （ 2 -） + sin 2 I0 2 2
I0
为控制角 =0 的负载电流有效值
• 电阻负载Resistive load
流过晶闸管的电流有效值
RMS
u
在调压过程中不仅电流的基波后移，而且也出现了不同成分的谐波，按照非正弦电路中功率因数的定义并考虑负载电阻 U 0 的计算方法。

Boost型AC_AC直接变换器_刘周成

电气传动 2008 年第 38 卷第 5 期
EL EC T RIC DRIV E 2008 Vo l.38 No .5
Boost 型 AC-AC 直接变换器
刘周成 , 洪峰 (南京航空航天大学信息科学与技术学院 , 江苏南京 210046)
摘要 :介绍了一种新颖的 Boo st 型 AC-A C 直接变换器。该 AC-A C 直接变换器通过将 Boost DC-DC 变换器的开关管双向化得到 , 可实现单级升压 AC-A C 直接变换和能量双向流动。给出了其工作模态和工作原理的详细分析。传统交流斩波器大多采用等占空比方式的有效值调节 , 不能对输入畸变进行有效抑制。讨论 Boo st 型 A C-AC 直接变换器的双环控制策略 , 可对输出波形进行动态调整。仿真验证了以上分析的正确性。
关键词 :交流-交流变换 ;斩波器 ;双向中图分类号 :TM 464 文献标识码 :A
Boost AC-AC Direct Converter
LIU Zhou-cheng , H ON G Feng (College o f In f ormation Science & T echnology , Nanj ing University o f
(1)
得
U o/U i =1/(1 -D)
Hale Waihona Puke (2)Boost AC-AC 直接变换器具有和 Boost DC-
DC 变换器相同的增益表达式。显然由式(2)可见 Bo ost AC-AC 直接变换器输出电压高于输入
电压 , 并可通过调节占空比调节输出电压大小。
iL 线性上升 , 双向阻断开关 S2 无电流通过。Q 3 的体二极管 DQ 3 不工作 ;②如图 4b 所示 , 双向阻断开关 S1 关断 , 电感电流 i L 从双向阻断开关 S2 续流 , 线性下降。Q 4 的体二极管 DQ 4 不工作。

Buck型 AC-AC交流变换器的设计与实现

Buck型AC/AC交流变换器的设计与实现1 引言AC/AC交流变换是把一种形式的交流电变换为另一种形式的交流电[1-2]，其中可用于降压变换的主要有工频变压器、相控交流调压电路[2-3]、交-直-交变换器、电子变压器[4-5]、高频交流环节AC/AC交流变换器[6-7]、矩阵变换器[8]和非隔离的Buck型、Buck-Boost 型AC/AC交流变换器[9]。

工频变压器体积重量大，无稳压及调压功能；相控交流调压电路输入、输出含有严重的谐波分量，一般只适用于热或机械惯性较大的负载功率调整[3]；交-直-交变换器变换级数过多，其变换效率不高，且对电网谐波污染严重；电子变压器体积重量小，其开关器件数量众多，且同样没有稳压及调压功能；高频交流环节AC/AC交流变换器虽然可实现电气隔离，但拓扑结构及控制电路复杂，而且开关器件数量众多；矩阵变换器同样存在开关器件多、控制策略复杂的问题，并且其最大增益仅为0.866；Buck-Boost型AC/AC交流变换器能实现升降压功能，但其开关管电压应力高，输入输出之间无直接能量传递通路，从而变换效率不高，且输入输出相位相反；在无需电气隔离的降压场合，Buck型AC/AC交流变换器具有结构简单、容易控制等特点。

本文详细分析了Buck型AC/AC交流变换器的工作原理及其控制策略，对其进行了仿真研究，并研制了一台原理样机，仿真及试验结果与理论分析一致。

2 电路结构与工作原理图1为Buck型AC/AC交流变换器的电路结构，其中S1（S1a、S1b）和S2（S2a、S2b）为两对交流开关管，两者互补开通，开通时间分别为DTS、(1-D)TS，其中D为占空比，TS 为开关周期。

假设输入电压uin为理想正弦波，则：其中Um为输入电压幅值；w=2pf，为输入电压角频率；f为输入电压频率。

占空比D 为常数，故输出电压uo也是正弦变化，其相位和输入电压uin一致，但幅值不大于Um。

输入电压uin和电感电流iLf的参考方向见图1所示。

Boost变换器的控制研究与实现的开题报告

Boost变换器的控制研究与实现的开题报告一、开题背景随着电子技术和电力电子技术的发展，电源电压要求越来越高，但常规的电源系统无法满足需求。

因此，直流-直流（DC-DC）变换器成为了一种必不可少的电子电路，广泛应用于计算机、通讯、工业自动化、以及医疗等领域。

Boost变换器是一种常用的DC-DC变换器，可以将输入低电压变换为输出高电压，具有电压转换效率高、输出电压稳定等特点。

近年来，随着新能源发电技术的发展，Boost变换器在太阳能、风能等领域得到了广泛应用。

二、选题意义Boost变换器具有广泛的应用前景，成为了DC-DC变换器中的重要组成部分。

为提高Boost变换器的性能和稳定性，需要深入探究其控制方法和实现技术。

本研究通过对Boost变换器的控制研究和实现，旨在提高Boost变换器的电压转换效率、输出稳定性，推动其在新型能源领域的应用。

三、研究内容和目标1.探究Boost变换器的基本结构和工作原理，分析其特点和优点；2.研究Boost变换器的控制方法，包括开环控制和闭环控制，分析各自的优缺点，找到最优的控制策略；3.设计相应的控制电路，实现Boost变换器的控制功能；4.进行仿真实验和实际测试，验证控制方法和实现技术的有效性和稳定性；5.总结研究成果，提出进一步研究和应用的建议。

四、研究方法和技术路线1.文献调研：搜集相关文献，了解Boost变换器的工作原理和控制方法；2.理论分析：结合文献资料，分析Boost变换器的特点和控制策略，确定最优的控制方法；3.设计电路：根据理论分析的结果，设计相应的控制电路，包括模拟控制和数字控制；4.仿真实验：通过软件仿真，验证控制电路的正确性和稳定性；5.实际测试：搭建实验平台，测试Boost变换器的性能和稳定性；6.数据分析和总结：整理并分析实验数据，总结研究结果，提出进一步研究和应用建议。

五、预期成果和工作计划预计实现Boost变换器的控制功能，提高其电压转换效率和输出稳定性。

基于单相Boost型 AC-AC交流变换器的分析与实现

基于单相Boost型AC/AC交流变换器的分析与实现
摘要：详细分析了单相Boost型AC/AC交流变换器的工作原理及其控制
策略。

通过对输入电压的极性判断，并结合输出电压误差放大信号与三角载
波的比较结果，可确定各开关管的工作状态。

对单相Boost型AC/AC交流变
换器进行了仿真研究，并研制了一台原理样机，仿真和试验结果验证了理论
分析的正确性及控制策略的可行性。

1 引言
AC/AC交流变换是把一种形式的交流电变换为另一种形式的交流电[1-2]，
其中可用于升压变换的主要有工频变压器、交-直-交变换器、电子变压器[3-4]、高频交流环节AC/AC交流变换器[5-6]、非隔离的Boost型、Buck-Boost型
AC/AC交流变换器[7-11]。

工频变压器体积重量大，且无稳压及调压功能；交-直-交变换器变换级数
过多，变换效率不高，对电网谐波污染严重，且在升压场合还需一台升压变
压器；电子变压器体积重量小，无稳压及调压功能，且开关器件数量众多；
高频交流环节AC/AC交流变换器虽然可实现电气隔离，但拓扑结构及控制电路复杂，且开关器件数量众多；Buck-Boost型AC/AC交流变换器能实现升降压功能，但其开关管电压应力高，输入输出之间无直接能量传递通路，从而
变换效率不高，且输入输出相位相反；在无需隔离的升压场合，Boost型
AC/AC交流变换器具有结构简单、容易控制等特点。

本文详细分析了单相Boost型AC/AC交流变换器的工作原理及其控制策略，对其进行了仿真研究，并研制了一台原理样机，仿真及试验结果与理论分析一致。

2 电路结构与工作原理。