電壓源高頻交流環(huán)節(jié)AC AC變換器原理研究

3.2.2實際情形

實際情形時，變換器的內阻r不為零，因此變換器的外特性可由式(4.b)表示。

取N1/N2=1，由式(5)、(9)、(15)、(4.b)可得變換器的標幺外特性Uo/Ui=f(Io/Iomax)，如圖6所示。曲線A為濾波電感電流臨界連續(xù)時外特性曲線，由式(9)決定；曲線A右邊為濾波電感電流連續(xù)時外特性曲線，實線為理想情形時曲線，由式(5)決定，虛線為實際情形時曲線，由式(4.b)決定，可見隨負載電流增加，輸出電壓下降；曲線A左邊為濾波電感電流斷續(xù)時外特性曲線，由式(15)決定，可見輸出電壓與輸入電壓比不僅與D有關，而且與負載電流有關。

4仿真實例

全橋全波式電路拓撲，移相控制策略，輸入電壓Ui=220（1±10％）V，頻率50Hz，輸出電壓Uo=220V(50Hz)，額定容量S=3kVA，負載功率因數(shù)為－0.75～0.75，開關頻率fs=100kHz，變壓器匝比N1/N2=1:1.3，輸入濾波電感Li=10μH，輸入濾波電容Ci=50μF，輸出濾波電感Lf=0.5mH，輸出濾

圖6電壓源高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換器標幺外特性

(a)額定輸入電壓、電阻性額定負載

(b)額定輸入電壓、空載

(c)額定輸入電壓、阻性滿載

(d)輸入電壓200V、感性輕載

(e)輸入電壓240V、容性滿載

圖73kVA電壓源高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換器仿真波形

電壓源高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換器原理研究

波電容Cf=20μF。

不同輸入電壓、不同負載時，3kVA220V（1＋±10％）(50Hz)電壓源高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換器的仿真波形，如圖7所示。由仿真波形可知，變壓器工作頻率為100kHz，輸出電壓波形THD低，網側電流波形正弦度高，具有強的負載適應能力和優(yōu)良的穩(wěn)壓性能。

5結語

(1)電壓源高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換器，具有兩級功率變換(LFAC/HFAC/LFAC)、雙向功率流、高頻電氣隔離、網側波形可得到改善、負載適應能力強等優(yōu)點。

(2)電壓源高頻交流環(huán)節(jié)AC/AC變換器電路拓撲族包括單正激式、并聯(lián)交錯正激式、推挽全波式、推挽橋式、半橋全波式、半橋橋式、全橋全波式、全橋橋式等八種電路。

(3)獲得了變換器外特性曲線。

(4)仿真結果證實了電壓源高頻交流環(huán)節(jié)AC/

AC變換器新概念的正確性和先進性。