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基于AC-Link的高增益AC-DC变换器拓扑设计及控制算法

李伯堂 刘庆想 李伟

李伯堂, 刘庆想, 李伟. 基于AC-Link的高增益AC-DC变换器拓扑设计及控制算法[J]. 强激光与粒子束, 2023, 35: 075001. doi: 10.11884/HPLPB202335.220325
引用本文: 李伯堂, 刘庆想, 李伟. 基于AC-Link的高增益AC-DC变换器拓扑设计及控制算法[J]. 强激光与粒子束, 2023, 35: 075001. doi: 10.11884/HPLPB202335.220325
Li Botang, Liu Qingxiang, Li Wei. Topological design and control algorithm for AC-Link high gain series resonant AC-DC converter[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2023, 35: 075001. doi: 10.11884/HPLPB202335.220325
Citation: Li Botang, Liu Qingxiang, Li Wei. Topological design and control algorithm for AC-Link high gain series resonant AC-DC converter[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2023, 35: 075001. doi: 10.11884/HPLPB202335.220325

基于AC-Link的高增益AC-DC变换器拓扑设计及控制算法

doi: 10.11884/HPLPB202335.220325
详细信息
    作者简介:

    李伯堂,libotang_0606@126.com

  • 中图分类号: TN86

Topological design and control algorithm for AC-Link high gain series resonant AC-DC converter

  • 摘要: 以AC-LinkTM能量变换的方式为基础,对变换器的拓扑结构和工作模式进行了改进,使谐振电路得以工作在双极性模式下,并基于新拓扑设计了相应的换流时序和控制算法,增强了变换器对三相输入电压波动的适应性,使其具备了理论上任意倍数的升压能力和高输入功率因数。利用Matlab/Simulink搭建了30 kW仿真模型,仿真结果显示,在三相电网输入、变压器变比1∶1及阻性负载的条件下,输出电压达到3 kV,升压能力达到了6倍。这表明该变换器具有大范围输出电压工作的能力。
  • 图  1  AC-LinkTM拓扑结构

    Figure  1.  AC-LinkTM topology

    图  2  AC-LinkTM工作电流波形

    Figure  2.  AC-LinkTM current waveform

    图  3  串联谐振buck-boost拓扑结构

    Figure  3.  Series resonant buck-boost topology

    图  4  工作过程

    Figure  4.  Operating modes

    图  5  无辅助换流的工作波形

    Figure  5.  Waveform without auxiliary commutation

    图  6  开关控制信号

    Figure  6.  Switch control signal

    图  7  状态平面图

    Figure  7.  State-plane diagram

    图  8  低线电压、高线电压和等效激励电压

    Figure  8.  Low line voltage, high line voltage and equivalent excitation voltage

    图  9  三相输入电流及输出电压波形

    Figure  9.  Three-phase input current and output voltage waveforms

    图  10  输入端功率因数

    Figure  10.  Input power factor

    图  11  谐振电路波形

    Figure  11.  Waveforms of resonant circuit

    表  1  仿真模型参数

    Table  1.   Simulation model parameters

    three-phase
    voltage/V
    resonant
    inductor/μH
    resonant
    capacitance/μF
    filter
    inductor/μH
    filter
    capacitance/μF
    load
    resistance/Ω
    output
    capacitance/μF
    transformer
    ratio
    380 18.1 0.14 10 10 300 20 1:1
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-10-08
  • 修回日期:  2023-02-21
  • 录用日期:  2023-03-28
  • 网络出版日期:  2023-04-01
  • 刊出日期:  2023-06-15

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