大功率交流斩波器的研究与开发.pdf

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1、第45卷第7期电力电子技术Vo1．45，No．72011年7月PowerElectronicsJuly2031大功率交流斩波器的研究与开发唐磊，徐政，陶江平，陈洁(1．清华大学，深圳研究生院电力系统国家重点实验室深圳研究室，广东深圳518055；2．北京金时佰德技术有限公司．北京100096)摘要：针对大功率交流斩波器产品开发中出现的问题，通过仿真和实验分析并验证了不同负载条件下的运行特性。改进了电路拓扑，优化了调制方法。实验结果表明，额定功率为3kW的样机运行稳定，满足各项性能指标要求．在照明节能等方面具有良好的应用前景。关键词：交流斩波；脉宽调制；绝缘栅双极晶

2、体管中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1000-100X(2011)07-0324-03ResearchandDevelopmentofHighPowerACChopperTANGLei，XUZheng，TAOJiang—ping2，CHENJie(1．GraduateschoolofTsinghuaUniversityinShenzn，Shenzhen538055，China)Abstract：CorrespondingtotheexistingissuesindevelopinghighpowerACchoppingvoltageregulator

3、，theoperatingcharacteristicsunderdiferentloadconditionsareanalyzedandverifiedviasimulationsandsystematicexperiments．Andthecircuittopologyandthecontrolstrategyareimprovedandoptimized，respectivelyaswel1．TheexperimentalresultsdemonstratethatthedevelopedproductprototypeoftheACchopperwitha

4、ratedpowerof1kWcallkeepop-cratingperformancestable．Ontheotherhand，allperformancerequirementsaresatisfied．Thecommercialavailableproductshavepotentialapplicationperspectiveinimplementingenergy—savingoflightingsystemeficiently．Keywords：activecurrentchopping；pulsewidthmodulation；insulated

5、gatebipolartransistor1引言2交流斩波基本原理和调制方法由于能源资源的紧缺以及低碳经济的发展要Buck型单相PWM交流斩波器的主电路如图1求。节能技术日益受到重视。电力电子技术在节能所示，VS。，VS为主开关器件，VS，，Vs4为续流器件。减排方面发挥着重要作用．其中交流斩波作为一项高性能调压技术，具有调压精度高、输出波形好、电路拓扑及控制方法简单等优点，应用前景广。PWM交流斩波器原理简单．研究成果颇多【】．但在实际产品的开发和应用方面仍存在局限性。现有PWM交流斩波器产品的功率较小，通常为图3Buck型单相交流斩波电路数十至数百瓦．常用于单

6、个或少量灯具的降压调原理上，可采用高频开关型控制方式，即VS光控制等．难以满足公共照明系统节能改造所提和VS：，Vs，和Vs4同时高频开通或关断，且两组出的大功率集中控制及低成本的要求。这里结合开关器件的控制信号时序为互补，并设置一定的实际工程需要．开发千瓦级Buck型单相PWM交死区时间。当VS。和VS导通，VS，和Vs4关断时，流斩波器产品．通过优化调制方法。减小开关损斩波输出电压=；当VS。和Vs2关断。V和耗，彻底消除死区时间，并保证装置安全运行；通VS4导通时，=O。过合理设计缓冲和滤波电路。解决了内部高频振将作傅里叶级数展开可得：荡和调压失控问题。样机

7、在各种负载条件下运行稳定，性能良好，满足商品化和量产化要求。u。=N／~--UmsintotD+2∑堂l(1)定稿日期：2011—01一l1式中：nJ和分别为电源电压的角频率和有效值；为作者简介：唐磊(1985一)，男，江苏海门人，硕士研究生，VS。和VS：的导通时间；为开关周期；D为占空比，D=，研究方向为电力电子技术。；为开关角频率，to．=2~r／T．；=仃D。124大功率交流斩渡器的研究与开发采用低通输出滤波器滤除高次谐波后，输出式由i和“的极性共同确定。当ii为正时，VS2电压“。近似与D成正比。即：和VS，一直关断，若i极性相同，VS，高频调制。Ito

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