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1、SVM控制的复合有源箝位ZVS三相PFC变换器《电力电子》2007年3期电路与系统控制Circuit&SystemCentreISVPI控制的复合有源箝位ZVS三相PFC变换器SVMControlledCompoundActive—-ClampingZVSThree--PhasePFC浙江大学电气工程学院李睿徐德鸿冯波李平摘要:采用复合仃源箝位(CAC)的蔓相功率因数校正变换器,应用改进的空矧矢量控制策略,所有的主开关和辅助开关均为零电开关,有效的抑制_r桥臂开关反坪联_二极管的反向恢复电流,减少眨向恢复损耗.而H,具有开关器件电压应力较低.I_H:关频率固定,输入波
2、形质量好的特点.研制了一台錾于I)SP控制的l0kW实验样机,分析软开关过程及条件,得到了变换器效率同电路谐振参数之问的关系曲线.测量j软开关变换器的传导干扰顿潜,验证J软开关变换器较硬开关变换器有更好的电磁兼容性.关键词:零电愿关问矢鼙例制i卡H功率因数校正电磁干扰Abstract:TheZVSSVMControlledthree---phaseboostrectifierCallrealizeZVSoperationforallswitchingdevices.Inaddition,theantipara]1e】diodeFeverserecoveryofanswitch
3、devicesiswellsuppressed.Moreover,SVMcanberealizedwithswitchdeviceoperatfi3gatthefixedswitchingfrequency.InthisDaper,thesoftswitchingconditi011oftheZVSSVMcentretiedthreephaseboostPFCisanalyzed.TherelationshiPbetweentheel'ficiellc}7OftheCOlqve~eralldthecircuitFesoHaFItparameteP3isstudied.TheE
4、MInoisebetweenhadswitchingan"softswitchingCOI1Verterisalsoinvestigated.TheresuItsareverifiedbyalOkWprototype.Keywords:ZVS—SVMThree—PhasePFCEMIl刖舌三相六开关BoostPFC(功率因数校正)由于具有输入电流连续,功率器件电压电流应力小,变换器效率高等优点,是中大功率场合常用的PFC拓#bE.六开关PFC工作在CCM模式时,由其功率开关器件的反并联二极管反向恢复问题引起的开关损耗非常可观.近年来,出现了许多新颖的三相六开关Boost型PF
5、C软开关拓扑,通过有源辅助软开关电路,为主开关创造零电压或者零电流开关条件,同时抑制二极管的反向恢复.根据辅助软开关电路放置在直流环节和交流环节的不同,可以分为谐振直流环节软开关拓扑和谐振极软开关拓扑f卜f.本文提出了一种复合有源箝位ZVS三相PFC变换器【,,如图1所示.该拓扑在三相六开关boost型PFC直流母线上串入辅助支路,辅助开关S,的工作频率与主开关相同,变换器开关频率固定,采用空间矢量调制方式.可以有效抑制功率开关反并联二极管的反向恢复问题,实现主开关和辅助开关的ZVS,同时开关管电压应力较低.2改进的矢量控制方法图1中辅助开关s,动作,使变换器直流母线电压谐振
6、到零,为主开关创造ZVS条件.当采用常规的SPWM或sVM控制方式时,如果保持电流最大相的桥臂开关不动作,则图1所示变换器在一个开关周期内有4次换流,其中两次为开关向对管的反并联二极管换流,为自然的软开关;而另两次为二极管向开关换流,存在反向恢复问题,为硬开关,这时需要依靠s,工作以实现ZVS,抑制二极管反向恢复.为了使S,开关一次即可同时实现上述两次换流的功率管的ZVS,本文提出了一种改进的空间矢量控制方法.图1复合有源箝位三相软开关功率因数校正电路空间矢量合成的基本原理是用两个相邻的有效矢量和零矢量合成参考矢量.在常规的空间矢量控制(SVPwM)中,零矢量的选择和矢量合成
7、的次序有多种方法.在改进的空间矢量控制中,整个工频周期被分成l2个扇区,如图2所示.控制过程中有两点需要保证:(1)在每一扇区中,流过电流绝对值最大相的桥臂开关不动作.(2)两个二极管向开关换流必须在同一时刻发生,即在辅助开关将母线电压谐振到零时发生.9历(Oto)靶cT5靶C'Tl.)8~CT7//～l1)/f\\芘7/a///靶盯靶盯,～——V靶cT12VS(O0~)V~01)靶CTlOSECll图2电压空间矢量图因为变换器每隔30.循环重复,可以以扇区2(如图2中阴影部分所示)为例进行分析
