三相高频斩波式交流稳压装置的研究

1引言

本文引用地址：工业设备及大型计算机站等场合，大量应用大功率交流稳压电源。在各种交流稳压设备中，多采用电压补偿原理来稳定输出电压，如：大功率接触补偿型交流稳压电源，无触点感应补偿型及开关补偿型交流稳压电源等。在这些设备中，补偿电路多在基频（50Hz）下工作，所以设备体积重量大，转换效率低，限制了它们在大功率场合下的应用。

文献[1][2]等提出了一些高频补偿式电路，但由于使用的元器件较多，电路结构复杂，成本高，难以在实用中得到推广和实用。

文献[3]提出了一种三相高频PWMAC链调节器。由于该电路使用开关器件少，控制简单，补偿电路电感性元件为高频元件，数目少，是一种极有开发应用价值的变换电路。本文主要介绍该电路的工作原理，主要参数设计和仿真波形及实验结果。

2电路结构及工作原理

此三相高频斩波交流调压主电路如图1所示。为便于分析，暂不考虑变压器。

开关S1，S2，S3用于交流斩波，开关S4用来在开关S1，S2，S3关断时为负载续流。S1，S2，S3和S4互补导通。C1，C2，C3为各相旁路电容，用CP表示，R1，R2，R3为各相旁路电阻，用RP表示。L1，L2，L3为滤波电感，R4，R5，R6为负载。

为了防止S1，S2，S3和S4同时导通，在它们互补导通转换时设置了死区。在死区时段由电容CP为负载电流提供旁路，电阻RP在死区过后供电容CP放电。变压器用于给负载提供合适的电压并隔离负载和主电路。

此电路正常工作时，有以下几个工作模式：

21供能模式

工作在此模式，开关S1，S2，S3导通，S4关断，输入电压加在负载上。如图2所示，假设电流方向如图所示。

22旁路模式

工作在此模式，开关S1，S2，S3，S4都关断。负载电流通过旁路电容CP和三相整流桥中的二极管以及开关管的并联二极管保持连续。如图3所示。在此期间会有一部分能量存储在旁路电容CP中，此能量在死区结束后通过电阻RP泄放。

图1三相高频斩波交流调压主电路图

图2供能模式

图3旁路模式

图4续流模式

图5死区等效电路

(a)等效电路(b)等效模型

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