一种基于Boost电路的新型矩阵变换器及其谐波分析

在交-直-交矩阵变换器的中间直流环节上串联一工作在高频脉冲状态下的Boost升压电路,形成了一种基于Boost电路的交-直-交矩阵变换器Boost MC(boost matrix converter)。利用其在高频脉冲状态的升压能力,达到提高矩阵变换器的电压传输比的目的。推导了相关的数学模型,讨论了Boost电路的不连续导通(DCM)工作模式,分析了电路拓扑结构,重点讨论了Boost MC的升压原理并对输入电流和输出电压进行了谐波分析。仿真试验结果验证了该方案的有效性和正确性,电压传输比可达到1.0以上,输出电压波形非常接近正弦波,谐波含量增加不多,且主要为开关频率附近的高次谐波。

基于Boost电路的新型矩阵变换器研究

在AC/DC/AC矩阵变换器(Matrix Converter,简称MC)的中间直流环节上串联一个工作在高频脉冲状态下的Boost升压电路,形成基于Boost电路的AC/DC/AC矩阵变换器,即BoostMC。利用其在高频脉冲状态的升压能力,达到提高MC的电压传输比的目的。同时,引入参考输入电压的概念以对无功功率进行调节,起到对电网的无功补偿作用。推导了相关的数学模型,讨论了Boost电路的不连续导通工作模式,分析了电路拓扑结构,研究了中间升压电路的控制策略。仿真和样机实验结果验证了该方案的有效性和正确性。

升压型Boost-PFC电路的频率反走临界电流控制

临界导通工作模式下的Boost PFC电路在交流输入电压过零点附近出现开关频率过高和过零点交越失真,导致电路开关损耗增加和总谐波失真增大,为此在恒定导通时间控制基础上,提出了一种电流控制频率反走的控制策略。通过在交流输入电压过零点附近将电路从临界工作模式切换到断续工作模式的方式,降低电路在交流输入电压过零点附近开关管的工作频率,提高变换器效率;并增大交流输入电压过零点附近时电路的开关管导通时间,增加电感储能,使得二极管在交流输入过零点附近仍能导通,改善过零点交越失真。仿真和实验结果表明:运用电流控制频率反走控制策略后,在交流输入电压过零点附近,电路通过切换到断续工作模式,降低了工作频率,增大了开关管导通时间。Boost PFC电路效率得到提高,电路的总谐波失真减小。

BOOST交流斩波型无功补偿器设计

针对交流斩波型无功补偿装置补偿电流的各次谐波分量计算复杂,控制精度差等问题,本文以单相BOOST交流斩波型动态电容器为对象,建立了系统频域模型,并提出局部灵敏度分析方法,采用基于同步参考坐标理论的闭环控制算法,实现了网侧无功和谐波电流的闭环控制。相较于已有的数值计算模型,更加准确地分析了BOOST交流斩波电路占空比与无功补偿电流、谐波电流之间的关系,系统性能和可靠性得到提高。仿真和实验结果验证了所提出的模型分析方法和控制算法的可行性及有效性。

开关电源APFC电路的设计与仿真

开关电源大规模地应用,使得电网电流波形严重畸变,因此研究满足强制性电磁兼容标准的APFC技术具有重要意义。设计了一款基于Boost变换器的具有APFC功能的开关电源电路,并在MATLAB/SIMULINK中建立了双闭环控制系统仿真模型。仿真结果表明:Boost型APFC电路能够达到高输入功率因数,抑制谐波的目标。

单相APFC在变频器中的应用

虽然变频技术的应用十分广泛,但目前市场上的变频器大部分不带APFC电路。随着各种限制谐波污染的强制规范陆续出台,在变频器中加入APFC电路将成为一种趋势。介绍了有无APFC电路时单相变频器工作情况的异同。通过对比实验证明加入简单的APFC电路后会很好地改善变频器的工作性能,不仅减少了对电网的谐波污染也使得变频器自身的工作特性得以改善。

无功功率及电压传输比可调的新型矩阵变换器研究

文章推导了基于Boost电路的交-直-交矩阵变换器BoostMC相关的数学模型,讨论了Boost电路的不连续导通(DCM)工作模式,分析了电路拓扑结构,研究了整流侧、逆变侧和中间升压电路的控制策略。仿真试验结果验证了该方案的有效性和正确性,电压传输比可达到1.0以上,输出电压波形非常接近正弦波,谐波含量增加不多,且主要为开关频率附近的高次谐波。

基于MSP430的高功率因数电源

基于有效提高电力资源利用率、减小谐波污染、提高电网输电效率和电质量的目的,设计了一款基于低功耗单片机MSP430的高功率因数电源。本系统以单片机MSP430为控制和运算核心,测量出系统的功率因数。采用非隔离式Boost电路作为主回路,采用PFC功率因数校正专用控制芯片UCC28019进行闭环反馈控制,将功率因数补偿到0.999以上,本系统具有一定的实用性。

正弦波车载逆变器的设计与实现

逆变器具有广泛的应用场景,避免逆变器对电器设备造成高频电磁干扰、产生电磁污染等,是其设计难点。针对车载逆变电源应用需求,设计与实现了一种正弦波车载逆变器。设计了以Boost升压电路、全桥逆变电路为核心的硬件框架结构;优化设计了LC滤波器,计算了串臂阻抗和并臂阻抗,得到了低通滤波器的系统函数,使输出波形更接近正弦波;采用了电压差分反馈等控制技术,由数字控制器SMT32采用双极性SPWM数字控制方式产生驱动控制信号,利用PID双闭环控制调节,实现了输出电压的快速稳定。对设计的正弦波车载逆变器进行测试,结果显示:输出功率可达200 W以上,效率超过85%,总谐波失真(THD)值在阻性负载时小于1%,在感性负载时小于3%,完全可以满足各种负载类型电器设备的应用需求。