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单相Buck型AC/AC变换器设计与仿真

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【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

单相Buck型AC/AC变换器设计与仿真

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【Abstract】

AC/ACconverterisakindofdevicetotransformonetypeofACtoanother.WithchangingtheamplitudeoftheAC,powercanbesuppliedtoalternatingload.Asanimportantpartofpowerelectronics,ithasbeenpaidmuchattentionto.TheresearchofdirectAC/ACconvertersderivedfromDC-DCtopologiesisahotspotinrecentyears.

ThethesispresentsasinglephaseAC/ACconvertersbasedonBuck-typeDC-DCtopologies.Firstly,theoperatingprinciplesoftheconverterisanalyzedindetailandtherulesofparametersdesignareeduced;Secondly,thesingle-voltage-loopinstantaneouscontrolschemeisresearchedandhasexcellentperformancesonresistingthefluctuationsofthepowersupplyandload.Finally,thewholeAC/ACconvertersimulationmodelisestablishedwithMatlab/Simulink.ThesimulationresultindicatesthatBuck-typesingle-phaseAC/ACconverterissimpleandeasytorealize.Theoutputvoltagehasgoodperformanceandhighprecision.

KeyWords:AC/ACConverter;BuckType;SingleVoltageLoopInstantaneousControl;ParametersDesign

单相Buck型AC/AC变换器设计与仿真

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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