三相高頻斬波式交流穩(wěn)壓裝置的研究

23續(xù)流模式

工作在此模式，開關(guān)S1，S2，S3關(guān)斷，S4導(dǎo)通，L1，L2，L3釋放能量使負(fù)載電流通過S4保持連續(xù)。如圖4所示。

3主要參數(shù)設(shè)計(jì)

供電通路主要工作在雙向Buck狀態(tài)，故圖1中a（或b、c）點(diǎn)電壓通過傅立葉級(jí)數(shù)分解可得ua=DV1＋Va′ncos[(nωs±ωi)t](1)

式中：ωi為輸入電壓角頻率；

ωs為開關(guān)角頻率；

Va′n為輸出諧波幅值；

D為占空比。

其諧波分布在(nωs±ωi)，只要開關(guān)頻率足夠高，濾波電感L可以很小，因此，功率電路的設(shè)計(jì)主要是旁路電容及電阻的設(shè)計(jì)。

由前所述，旁路電容的作用主要是在“死區(qū)”期間，連續(xù)負(fù)載電流波形。其等效電路如圖5(a)所示（以a相電路供電為例）。

由于電容作用時(shí)間很短（2μs～3μs），可以將電源電壓與負(fù)載電流看作恒定值，其等效模型如圖5(b)所示。

31旁路電容C與泄放電阻R的設(shè)計(jì)為了方便推導(dǎo)，分別以電路相電流有效值、相電壓有效值為標(biāo)么值，并設(shè)M=，K=，其中Ti為輸入電源周期，tbp為死區(qū)時(shí)間。電容電流峰值，則(2)由于旁路電流峰值與最小值差別不大，為簡便計(jì)算，用代替，則電流平均值為：(3)

電容電壓為：

VCbp=VPm[1＋cos(ωit＋φ)]（4）

式中：φ為初相角

其平均值為：(P,U)（5）

則其峰值和有效值分別為：

圖6仿真負(fù)載電壓波形（三相）

圖7輸出電壓波形（一相）

（6）（7）由于，則(P.U)（8）(P.U)（9）又（P.U)，所以旁路電阻為：(P.U)（10）由于上述推導(dǎo)中用代替，所以實(shí)際取值時(shí)對(duì)Rbp可適當(dāng)放大。

32仿真及實(shí)驗(yàn)

設(shè)計(jì)一只交流穩(wěn)壓電源，其參數(shù)如下：

RL=30Ω，tbp=2μs，fs=20kHz，Ts=50μs，fi=50Hz，M==10000，K==400，=5.77A。則有Rbp=37.5(P.U)，即Rbp1.3kΩ（實(shí)際仿真及實(shí)驗(yàn)取值為1.5kΩ）；Cbp=，當(dāng)取為11V時(shí)，Cbp為1μF；開關(guān)管S1～S4（帶寄生反向二極管）型號(hào)為1MBH60D100，二極管D4～D9型號(hào)為MUR8100T。

仿真負(fù)載電壓波形如圖6（D=0.8）所示。

在輸入線電壓有效值為100V時(shí)，實(shí)驗(yàn)電路負(fù)載電壓波形（某一相）如圖7（D=0.75）所示。

4結(jié)論

由仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在較小濾波電感及旁路電容作用下，的確可以調(diào)節(jié)輸出電壓，加入適當(dāng)?shù)牟ㄐ畏答伩刂?，可以更進(jìn)一步優(yōu)化輸出波形。