一種基于SWISS的三相單級(jí)隔離ZVS全橋整流模式控制與仿真
前言:現(xiàn)在市面上三相AC-DC整流器的有了幾個(gè)新方案,大家都不約而同的往三相單級(jí)隔離的方向上思考。
? 下圖是參考文獻(xiàn)1中提出的一種方案,作者使用DAB變換器來(lái)實(shí)現(xiàn)功率控制。由于目前我還沒(méi)有把DAB在這場(chǎng)景的應(yīng)用上搞清楚,所以轉(zhuǎn)為用ZVS不對(duì)稱全橋的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

下圖是三相單級(jí)隔離ZVS全橋整流器

? 我們觀察這個(gè)三相輸入正弦波,他們的中間部分完成可以用三角波來(lái)模擬,另外再疊加上上面和下面線~線電壓的饅頭波,只要通知上面和下面兩個(gè)倒正弦波,然后將其通過(guò)組合起來(lái),就可以生成或者說(shuō)得到三相正弦電流波形。

CH1 VXY,CH2 VYZ,CH3 三相VAC

下圖是在VA>0>VB>VC區(qū)域的調(diào)制波形:可以分為四個(gè)矢量,分別是PN,PY,YN,00。

? 四種矢量的分別作用時(shí)間由VPY和VYN的電壓波形與PWM RAMP比較得到??梢奦PY和VYN與VABC的電壓波形:

與普通PFC的調(diào)制策略一樣,需要引入電網(wǎng)的參考波形,在SWISS變換器中是引入這兩個(gè)波形進(jìn)行占空比調(diào)制。但是需要區(qū)分的是VA>0>VB>VC和VA>VB>0>VC兩種情況。

VA>0>VB>VC情況

對(duì)應(yīng)到TNPC全橋上此時(shí)電流的路徑分別是:
VPN // Q1(ON) > TAN > Q4(ON),最高電壓加到變壓器上
VPY // Q1(ON) > TAN >?(Q4 OFF || Q7 Q8橫管 ON)
00?// Q1(ON)?> TAN >?Q3(OFF)

VA>VB>0>VC情況

對(duì)應(yīng)到TNPC全橋上此時(shí)電流的路徑分別是:
VPN // Q4(ON)?> TAN > Q1(ON),最高電壓加到變壓器上
VPY // Q4(ON)?> TAN >?(Q1 OFF || Q5 Q6橫管 ON)
00?// Q4(ON)?> TAN >?Q2(OFF)

其他不同扇區(qū)只是切換不同的PWM即可,不在贅述。
測(cè)試:
VAC 220V RMS 50HZ
TAN?3:1
LR 12UH
LBUCK 100UH
FSW?100KHZ
POUT 3.3KW




100%負(fù)載切10%負(fù)載

小結(jié):本文基于SWISS整流器原理再結(jié)合不對(duì)稱ZVS全橋,實(shí)現(xiàn)了一種基于SWISS的三相單級(jí)隔離ZVS全橋整流模式控制。經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)該種控制簡(jiǎn)單,輸入電流不錯(cuò),是一種不錯(cuò)的單級(jí)隔離變換器的方案。本人能力有限,如有錯(cuò)誤懇請(qǐng)幫忙制作,感謝觀看感謝支持,謝謝。
后續(xù)研究繼續(xù)更新。
回復(fù)關(guān)鍵字:SWISS_ZVSFB_0917
參考文獻(xiàn):
1,SWISSRectifier – A Novel Three-Phase Buck-Type PFC Topology for Electric VehicleBattery ChargingT.B. Soeiro,T. Friedliand J. W. Kolar Power Electronic Systems Laboratory ETH Zurich, Switzerland
2,J.-I.Itoh, I. Ashida,"A Novel Three-Phase PFC Rectifier Using a Harmonic Current InjectionMethod," IEEETrans. on Power Electron.,vol. 23, no.2, pp.715-722, Mar. 2008.
3,Novel Modulation Concept of theSWISS Rectifier Preventing Input Current Distortions at Sector BoundariessL. Schrittwieser, J. W. Kolar, T. B. Soeiro? ?2015 IEEE