基于Cuk变换器的高频隔离式三电平变换器研究

摘要

论文首先介绍了目前三电平直流变换器和三电平交交变换器的研究状况，分析了三电平交交直接变换器具有降低开关管电压应力、减小输出电压谐波、功率密度高、双向功率流等优点。然后从Buck-Boost变换器到反激式Flyback变换器的变换出发，寻找出非隔离变换器到相应隔离变换器的变换规律，运用三电平变换技术，提出了一族高频隔离式三电平直流变换器拓扑和一族高频隔离式三电平交交变换器拓扑。基于Cuk变换器的高频隔离式三电平交交变换器拓扑由两个隔离式Cuk(丘克)变换器加合而成，应用具有双向阻断功能的交流开关单元实现交流斩控，将不稳定的电网电压变换成稳定可调的优质正弦交流电。
　　 论文着重研究了Cuk型高频隔离式三电平交交变换器拓扑的推导过程、工作模态分析、输入输出关系和工作原理，制定了带有均压控制的电压瞬时值反馈高频交流斩波控制策略。通过Saber软件仿真，结果证明了变换器拓扑的可行性及原理分析的正确性，同时优化了变换器主要元器件的设计参数，为原理样机制作奠定了基础。最后论文介绍Cuk型高频隔离式三电平交交变换器原理样机参数设计、电路制作及调试过程，实验测试了变换器空载、阻性满载、感性负载、容性负载的运行状况，测试表明变换器性能优良，达到了设计要求。