论文部分内容阅读
电力电子变换技术在过去六十年里已经取得较大发展，人们在AC/DC、DC/DC、DC/AC等领域内的中、小功率变换器研究已经取得了显著成就。然而，对AC/AC变换器研究仅局限于可控硅变换器、矩阵变换器和交流斩波器等交流电网与负载无电气隔离领域。目前国内外对于AC/AC变换技术的研究仍处于初级阶段，寻找一种结构简洁、控制模式方便的主拓扑具有很重要应用意义。 本文通过了解各种典型和新兴的交流变换器主拓扑结构及其性能特点，对高频连接型全桥桥式变换器的电路拓扑、控制原理等进行了深入研究，设计出一款可运行恒压、恒流两种工作模式的AC-AC变换器。经过仿真分析、实际软硬件电路设计等步骤后完成了该变换器样机的组装。该变换器是一款交流输入端与负载电气隔离的AC/AC变换器，拓扑结构简洁，控制方便，在大功率场合具有广大的应用前景。 本文首先分析高频连接型全桥桥式变换器工作原理及四种工作模态，选择电流型PWM控制策略，分别对输出电压/电流进行采样，反馈回来作为控制外环，采集H桥处母线电流作为电流内环，构成一个双闭环控制系统，有效改善了系统动态响应特性。本文根据系统需要进行了相关器件选择，设计了硬件电路、软件系统。由单片机C8051F040作为控制系统的核心，构建完善控制体系。本文还通过采用matlab中的simulink工具箱对所设计电路进行仿真分析，分别让系统在20Khz工作频率下进行恒压、恒流测试，每一种工作模式各进行三种不同负载测试仿真，得到的仿真结果与理论分析一致。最后实际制作出一台550W的AC-AC高频变换器，并利用该变换器进行不同工作模式不同负载实际测试，实验数据波形与仿真结果、理论分析一致。