毕业设计（论文）-单相Buck型ACAC变换器设计与仿真.doc

【摘 要】 AC/AC变换器是一种将交流电转化成另一种交流电的装置，它可以改变输出交流电的幅值，从而达到不同负载的供电需求。在工业领域一直受到人们的广泛关注，随着近年来电力电子技术的发展，根据DC/DC变换器拓扑来实现直接AC/AC变换成为研究热点。 本文主要研究了以Buck电路为基础的一种新的单相AC/AC变换器，分析了该电路的工作原理与拓扑结构，进而对电路的总体结构参数提出了相应的设计规则；研究了电压单闭环瞬时值控制方案，该方案对电源和负载扰动均具有很强的抵制能力和良好的动态特性；在理论分析的基础上建立了整个AC/AC变换器的Matlab仿真模型，仿真结果表明，单相Buck型AC/AC变换器结构简单，容易实现，输出电压波形良好，精确度高。 关键词：AC/AC 变换器；Buck型；电压单闭环瞬时值控制；参数设计  【Abstract】 AC/AC converter is a kind of device to transform one type of AC to another. With changing the amplitude of the AC, power can be supplied to alternating load. As an important part of power electronics, it has been paid much attention to. The research of direct AC/AC converters derived from DC-DC topologies is a hotspot in recent years. The thesis presents a single phase AC/AC converters based on Buck-type DC-DC topologies. Firstly, the operating principles of the converter is analyzed in detail and the rules of parameters design are educed; Secondly, the single-voltage-loop instantaneous control scheme is researched and has excellent performances on resisting the fluctuations of the power supply and load. Finally， the whole AC/AC converter simulation model is established with Matlab/Simulink. The simulation result indicates that Buck-type single-phase AC/AC converter is simple and easy to realize. The output voltage has good performance and high precision. Key Words: AC/AC Converter; Buck Type; Single Voltage Loop Instantaneous Control; Parameters Design 目录 １　绪论 1 1.1　本文研究的背景意义 1 1.2　直接AC/AC变换器的发展及研究现状 1 1.2.1 可控硅相控变频器 1 1.2.2 具有谐振交流环节的AC/AC变换器 2 1.2.3 矩阵变换器 2 1.2.4 基于DC/DC拓扑的直接AC/AC变换器 2 1.3　基于简单拓扑的单相直接AC/AC变换器拓扑 5 1.4　本文的主要内容 6 2　单相Buck型AC/AC变换器电路设计 7 2.1　单相Buck型AC/AC变换器工作原理 7 2.2　单相Buck型AC/AC变换器工作模态 9 2.3 单相Buck型AC/AC变换器参数设计 12 2.3.1 开关频率的选择 12 2.3.2 输出滤波器设计 12 2.4 单相Buck型AC/AC变换器缓冲电路设计 14 2.4.1 RCD缓冲电路工作模态 15 2.4.2 RCD缓冲电路参数设计原则 17 2.5 结论 20 3　单相Buck型AC/AC变换器控制策略 21 3.1　单相Buck型AC/AC变换器数学模型 21 3.2　电压单闭环瞬时值PID控制 24 3.3　模拟控制器设计 25 3.4　数字控制器设计 27 3.3　结论 29 4　单相Buck型AC/AC变换器仿真验证 31 4.1　仿