三相四線制高功率密度VIENNA整流器控制技術研究.pdf

1、隨著人類對電能的需求越來越大、對電能的質量要求越來越高，電力電子裝置廣泛應用帶來的電網的諧波問題、電磁干擾（EMI）問題和功率因數下降問題日趨嚴重。整流器作為電子設備連接電網的重要環(huán)節(jié)，其性能直接影響著這些裝置對電網的污染程度。三相四線制VIENNA整流器因其獨特的結構，可實現單位功率因數，并獲得較高的轉換效率和功率密度。因此，該拓撲廣泛適用于中等功率的通信電源、航空設備及UPS等場合。
　　為了進一步提高VIENNA整流器的功率

2、密度，本文選擇采用具有更好濾波效果的LCL型濾波器，并設計較小的輸入電感使系統(tǒng)工作在電感電流混合導通模式（MCM）模式。根據三相四線制VIENNA整流器的物理解耦特性，獲得解耦的單相三電平結構VIENNA整流器，在此基礎上推導了VIENNA整流器的數學模型。通過其數學模型發(fā)現CCM和DCM模式下的電流環(huán)傳遞函數發(fā)生跳變，傳統(tǒng)的控制策略已經無法在MCM模式下獲得良好的系統(tǒng)性能。
　　本文首先提出了CCM模式下基于前饋控制策略的控制方

3、案，以消除輸入電壓、輸出電壓對電感電流的擾動。通過比較CCM和DCM模式下的小信號交流模型，在CCM模式下的前饋控制策略中加入校正系數后獲得改進的控制方案。該控制方案可實現兩種模式平滑地切換，并且不用復雜的開方運算和判斷邏輯，減輕了數字控制器的負擔。該校正系數也是MCM模式下電感電流平均值采樣的校正系數，只需通過輸入電壓、輸出電壓和上一開關周期輸出的占空比計算可得。改進型前饋控制策略很大程度上改善了VIENNA整流器MCM模式下的穩(wěn)定性