宽输入非隔离型三相航空静止变流器的研究
高功率密度1 kVA航空静止变流器
１ ｋ ＶＡ Ａｅ ｒ ｏ ｎａ ｕ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ Ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｗｉ ｔ ｈ Ｈｉ ｇ ｈ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｄｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ
Ｗ ａｎ ｇ Ｘｕ ｅ ｙｕ ，Ｃｈ ｅ ｎ Ｙｉ ｈａｎ ，Ｄ ｅ ｎｇ Ｘｉ ａｎ ｇ。 ，Ｇ ｏ ｎｇ Ｃｈｕｎ ｙｉ ｎ ｇ。
功 率 器 件 的 使 用 。通 过 对 工作 原 理 和 控 制 策略 的 分 析 证 明 ， 此 种 结构 可 显 著 减 小输 出 滤 波 器 的 体 积 重 量 ， 同时
可 以在 较 低 的开 关频 率 下 实现 很 好 的输 出特 性 。研 制 的 一 款 １ ｋ ＶＡ ４ ０ ０ Ｈｚ 原理样机效率达 ９ １ ． ３ ， 质 量 仅 为
（ １ ．ＣＥＥＧ （ Ｎａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ）Ｓ ｏ ｌ ａ ｒ Ｅｎ ｅ ｒ ｇ ｙ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ Ｃｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ，Ｎａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ，２ １ １ １ ５ ３ ，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ：
２ ．Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ａｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，Ｎａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ａｅ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ｓ＆ Ａｓ ｔ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ｓ ，Ｎａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ，２ １ ０ ０ １ ６，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
高功 率 密 度 １ ｋ Ｖ Ａ 航 空 静 止 变 流 器
王 雪钰 陈轶 涵 邓 翔 龚 春英
（ １ ． 中电电气（ 南京 ） 太 阳能 研 究 院有 限公 司 ， 南京 ， ２ １ １ １ ５ ３ ； ２ ． 南 京 航 空 航 天 大 学 自动 化 学 院 ， 南京 ， ２ １ ０ ０ １ ６ ）
大功率三相静止变流器研究
（） ２ 直流升压变换器和阶梯渡合戚 逆变器组 合
（ 图 １。 见 ）
阶梯渡合成逆变 器输 出电匪中低次谐波 古量
小 ， 减 小 交 漉 滤 渡 器 的重 量 体 积 ， 本 身 授 有 调 可 但 节 输 出 电压 功能 ， 出 电 压 调 节 通 过 前 级 的 直 流 变 输
产品 。
直流变换器一般采 用高攘工作 的有隔离 的单 端正激 或单蛸反 激变换器 ， 正弦脉竟调制逆 变器输 出渡形失真度小 ， 由于无需较大的滤渡器和低频输 出变压器 ， 积重量小 ， 体 这种方案 可以采用两个 电
压闭环， 以加 快 系 统 的 响 应 速 度踟 。
本 文 首 先 对 几 种 静 止 变 流 器 技 术 方 案 进 行 比 较 分 析 ， 此 基础 上 提 出一 种 适 台 于 低 压 大 功 率 应 在 用 的 技 术 方 案 ， 以此 研 制 了 ＸＸ一０ｋ 并 ２ ＶＡ 三 相 静
用 多重 叠 加 和 穆 相 调 压技 术 成 功 地 研 制 了 ２ ８Ｖ 堵 八 ２ Ｖ 静 止 芟流 嚣 ， 变 流 嚣 速 到 了机 墙 地 面 电 潭 啊 车 ０ｋ Ａ 诸 军 用 标 准 技 术 要 求 ． 载 对 效 率 高 速 ９ 以上 ． 最 后 蛤 出 了试 验 培 秉 和 韭 帮 ． 满 ３
维普资讯
第３ ４卷 第 １期 ２０ ０ ２年 ２月
南
京
航
空
航
天
大
学
学
报
Ｖｏ ． １
Ｎｏ １ ．
三相背靠背变流器的研究与实现
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#'!F变流器工作状态分析
三相背靠背变流器既可以运行在整流状态$
也可以运行在逆变状态% 根据图 " 从整流工作模 式着 手 分 析 三 相 变 流 器 的 有 功& 无 功 交 换)M* %
B,C /&<D9 A5;NU6&UA5;N;&7-,<6,< -,;6&<;&76<&4 D,;&3E4.7K ;&76<&4 544UD.K.654E>59,U4&;N,D4&&E
(!引!言
资源短缺和环境污染已成为当前人类发展的 两大重大问题% 为了使人类发展不被能源所阻 碍$必须研究与开发新能源% 三相 /N3XN双向变 流器是当下的热点研究课题$相比于背靠背双向 变流器$三相 /N3XN双向变流器拓扑结构只是其 一半$但是可以实现同样的功能$即能量的双向流 动% 三相 /N3XN双向变流器由于其能够实现能 量的双向传输$在电机控制&汽车电子&新能源发 电等领域有非常广的应用%
根据 M 组排列组合$该变流器的开关模式可以确
定为 % 种$开关函数 1<定义为
{"!! 上桥臂导通#
1< 4 (!!下桥臂导通#
!M#
!!通过 VCA70N<CA7 变换将三相静止坐标系转换
到两相旋转坐标系$可得在 8[B坐标系下的数学
Buck-Boost变换器的研究
南京航空航天大学硕士学位论文Buck-Boost变换器的研究姓名：李宇申请学位级别：硕士专业：电机与电器指导教师：王慧贞20060201南京航空航天大学硕士学位论文摘要一种新的高可靠性飞机专用电源系统，需要研制一种大功率宽电压输入范围的DC/DC变换器电源。
在充分考虑不同DC/DC变换器拓扑特点的基础上，本文选用了Buck-Boost作为系统的主电路拓扑。
本文介绍了Buck-Boost电路的工作原理，建立了非理想Buck-Boost平均法的模型，对整个电路进行了单电压闭环参数设计的研究，实现了控制理论中零极点补偿法在电力电子中的应用，建立了闭环小信号模型，总结了设计校正网络的步骤和具体方法。
在利用MATLAB设计出校正网络的传递函数后，又在电路上验证了校正网络参数选择的正确性。
接着，本文给出了540W 27-270VDC/28VDC变换器的设计过程，并进行了损耗分析。
为了使系统能够在宽电压输入范围内稳定正常工作，本文实现了提出的变传递函数系统校正方法在电力电子闭环参数设计中的应用，并与闭环参数设计方法进行了比较，指出了该方法的优点，并通过仿真和实验验证了该方法的正确性。
关键字：Buck-Boost，DC/DC变换器，闭环设计，宽电压输入范围，非理想数学模型iBuck-Boost变换器的研究ABSTRACTDC/DC converter with high power and wide range input voltage was required for more reliable special aero-power systems. Through comparison of characteristics for different DC/DC topologies, Buck-Boost converter was selected as main topology of the power system.The working principle of Buck-Boost is first introduced, and averaging model of non-ideal Buck-Boost converter is established. The design details for voltage loop were given and zero-pole compensation method from classic control theory was applied to the filed of power electronics. Thus, small-signal model of closed-loop was established, with detailed design guidelines for correction network. Base on the above-mentioned analysis and also with the help of MATLAB simulation, transfer function of the correction network was designed. Then experimental results verify correctness of the network’s parameters. Besides, the design procedure and power loss analysis were given for a Buck-Boost converter of 540kW 27-270VDC/28VDC.By using the correction approach of vary-transfer function for designing parameter of closed-loop in the area of power electronics, the system could work reliably under wide range input voltage conditions. Compared with the design method of closed-loop parameter, the advantages of the correction approach of vary-transfer function were highlighted and testified by simulation and experimental results.Keywords: Buck-Boost, DC/DC converter, closed-loop design, wide range input voltage, non-ideal physical modelii承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
单相和三相软开关静止变流器第一章
第一章绪论航空静止变流器由于具有效率高、体积小、重量轻及可靠性高等优点，美国等先进国家已完全用它取代了传统的旋转变流机。
本章对航空静止变流器和软开关逆变器技术作了回顾，确定正激直流环节软开关静止变流器为本文的研究重点。
§1－1 航空静止变流器的发展现状航空静止变流器是航空电源系统的二次电源，将飞机上28V低压直流电变换为单相115V/400Hz、或三相115V/200V、或三相36V交流电，供机上负载使用。
1－1－1 基本要求静止变流器的基本要求是：可靠性高，成本低，维护方便，体积小、重量轻，电气性能好[1]。
主要电气性能指标有：输出频率稳定，输出电压精度高，动态响应速度快，输出正弦电压失真度低，效率高。
航空的特殊环境也对静止变流器提出了进一步要求，如高度、温度、湿度、振动冲击、抗电磁干扰等等[41]。
随着飞机战斗性能的提高和用电设备的不断增加，对静止变流器也提出了更高的要求。
具有高效、高可靠性、高功率密度、输入与输出之间有电气隔离的变换器才能满足上述要求。
而变换器实现高效、高可靠性、高功率密度的关键是采用高频软开关技术。
1－1－2 硬开关和软开关电路高频工作有助于减小磁性元件和滤波元件的体积和重量，实现高功率密度，加快系统的动、静态调节速度，提高电气性能。
工作频率的提高与功率器件的开关状态－硬开关和软开关相关。
所谓硬开关是指功率器件在同时承受电压和电流的状况下开通和关断，因此开关损耗大。
感性负载关断时引起的电压尖峰和容性负载开通电流使功率器件开关条件恶化，开关应力大。
此外，硬开关电路存在较大的电磁干扰（EMI－Electronic Magnetic Interface）。
开关损耗、开关应力和EMI等因素限制了硬开关电路高频工作。
为改善器件开关状态，在脉宽调制（PWM－Pulse Width Modulation）技术和谐振技术的基础上应运而生软开关技术。
所谓软开关是指功率器件在开通和关断时所承受的电压或流过的电流为零，即实现零电压开关（ZVS－Zero Voltage Switching）或零电流开关（ZCS－Zero Current Switching）。
基于DSP的三相航空静止变流器的设计
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｖ ｒ ｒ ｏ ｒｓ ｐ ｌ ；ｐ ａ ｅ ｓ ｉ ｅ ｏ ａ ｔ ｏ ｔｏ ；ｃ ｃ ｏ ｏ ｖ ｒ ｒ ｏ ｗ ｔｈ ｎ ｙ ｒ ｓ ｉ ｅ ｔ ；ｐ ｗｅ ｕ ｐ ｙ ｈ ｓ ｈ ｆ ｒ ｓ ｎ ｎ ｎ ｒ ｌ ｙ ｌ ｃ ｎ ｅ ｔ ；ｓ ｆ ｓ ｉ ｉ ｇ ｎ ｅ ｔ ｃ ｅ ｔ ｃ
桥 全波 式和 全桥桥 式等 电路 。 在该系 统 中 ， 而 由于选
用 了 ２０Ｖ５ ｚ交流 市 电作 为输 入 ，１ ／０ ２ ／０Ｈ １５Ｖ４０Ｈｚ 三 相 作为输 出 ， 入输 出 电压 都较 高 ， 输 因此选用 全桥 桥 式 作为主 电路拓 扑 结构 ， 图 ２所 示 。 如
摘要 ： ． 介绍了基于 Ｄ Ｐ的 １５Ｖ４ ０Ｈ 三相逆变 电源的设计原理和设计方法 ， Ｓ １ ／ ｚ ０ 采用移相谐振控制技术和周波变流型 高频环节逆变技术 ， 使整机开关最 大程度地 实现 了软开关 。实验结果表 明， 该逆变 电源设计合理 、 可靠性高 ， 并在小
型 化 、 高 功率 密 度 和 可 靠性 方 面 ， 得 了很 好 的 效 果 。 提 取 关 键词 ： 变 器 ；电源 ； 相 谐 振 控 制 ；周 波 变 流 ；软 开 关 逆 移
图 ２ 功 率 主 电路 结构 图
２ 变 流 器 系统 构 成 采用方 案可 简化为 ：０Ｖ５ ｚ 电一 直流一 双 ２ ／０Ｈ 市
ｒａｉ ｏ ｗ ｔｈｎ ｏｔｅｕｍｏｔｅ ｔｎ．ｈ ｘ ｅｉ ｎａ ｅ ｕｔ ｖ ｒｆ ｔａ ｈ ｏ ｔ ｌ ｔｏ ｓａｅｒｇ ｔｍｏｅｒｌ ｂｅ ｅ ｌ ｅｓ ｆ ｓ ｉ ｉｇ ｔ ｔ ｓ ｘｅ ｔ ｅｅ ｐ ｒ ｚ ｔ ｃ ｈ Ｔ ｍｅ ｔｌｒｓｌ ｃｉｖ ｈ ｔｔｅｃ ｎｒ ｈ ｄ ｒ ｉｈ ， ｒ ｅｉ ｌ， ｓ ｏ ｍｅ ａ
某型静止变流器多发性故障分析
某型静止变流器多发性故障分析摘要：针对某型静止变流器出现的多发性故障，从产品原理角度分析，找到故障根源，提出了改进措施。
关键词：静止变流器；多发性；故障；改进措施引言静止变流器是仿制美国产品而研制的，用于某型飞机电源系统的供电转换，一架飞机配装两台产品，一主一辅。
利用电子元器件把28V直流电变换成400Hz、115V单相正弦交流电，为飞机相关设备提供交流电源。
近年来随着飞机逐渐进入二次大修，产品故障率增加，严重影响工厂正常的生产任务和产品修理质量，为此对该产品进行重点分析并制定改进措施。
1 故障现象收集、梳理近年来故障信息，归并同类项，多发性故障主要为输出电压异常、频率异常、干扰无线电通信3类故障。
2 原因分析2.1 产品工作原理静止变流器的原理框图如1所示。
它主要由五大部分组成：（1）直流变换电路：先把28V低压直流变换为约185V较高直流电压。
（2）逆变换电路：把185V的直流电压逆变换为400Hz、115V的单相正弦交流电。
（3）内部供电电源及辅助系统：它先把28V直流变换为一个不随输入电压而变的稳定的约为11V直流电压。
在供给一个推挽振荡器。
振荡变压器输出五组各±7.4V的电压分送到变流器的各个部分。
所谓辅助系统是故障显示的处理系统。
（4）驱动电路：它是由四路基本相同的用于驱动逆变换四只功率晶体管的驱动电路。
（5）控制系统：它是全机的控制中心，担负直流变换的脉宽调制、逆变换脉宽调制、全机的保护及反馈信号的综合处理等功能。
图1 静止变流器原理方框图2.2 产品输出电压、频率异常故障分析直流变换电路把28V低压直流电变换为约185V高压直流电，然后经过逆变换电路，当V3-A1、V3-A4功率晶体管导通时，形成波形的正半周：V3-A3、V3-A2功率晶体管导通时，形成波形的负半周，经L-C滤波，把185V的高压直流电，逆变换为400Hz、115V和26V的单相正弦交流电。
当逆变换功率晶体管失效或性能衰减，失去逆变换功能，不能将185V的高压直流电，逆变换为400Hz、115V和26V的单相正弦交流电，则产品输出电压和频率异常。
500VA三相航空逆变器的研制
为 ２ ％电感 电流 有效 值 ，一＝ ． ８Ａ； ａ １ ０Ｖ； ０ 厅 Ｏ３ Ｕ＝ ８ ４
ｌ１ Ｈ ； ＝ ０ Ｈ 。 ＝ Ｏｋ ｚｆ ２ ０ｋ ：
１ ３Ｖ ６
Ｌ 】ｎ＋ｇｅ ４Ｈ ｍ （ 一） １ ～２ 蠹‘ 订ｏ２， … （ 一 ０ ５ 、 ４ Ｕ Ｇ ｄ ）
定 当感 值 为 ０９ｍＨ 时 的匝 数 ， 计 电流 的 有 效 值 ． 设 约 为 ３Ａ， 据 磁 芯 资料 可 得 ， 值 为 １ 根 感 时， ｍＨ 需
之 间 的距 离 ， 当增 加 它 们 的交 叠 面 积 。 接 下 来 适 在 绕 制 其 他 匝 数 较 少 的辅 路 绕 组 的过 程 中 ， 理 ， 同 若 测 量 值 偏 小 ， 将 绕 组 绕 在 辅 助 绕 组 一 段 ； 测 量 则 若 值偏大 ， 将绕组绕在初级绕组一段 。 则 最 后测 得 实 际值 ： 压 器激 磁 电感 Ｌ ＝４ Ｈ， 变 ｍ １５
摘要 ： 以两 级 式三 相航 空静 止逆 变 器 （ Ｓ ） 研 究对 象 ， 细 介绍 了前 级 Ｌ Ｃ谐 振变 换 器和 后级 双 Ｂ ｃ 变 Ａ Ｉ为 详 Ｌ ｕ ｋ逆
器 的参数 设计方 法 ， 进行 了实验 验证 。实 验结 果表 明 ， 并 前级 Ｌ Ｃ谐 振变 换器 可实现 零 电压 开通 ． Ｌ 次级 整流 二 极管 可实现 零 电流关 断 ， 而达 到较高 的效 率 ； 从 后级 双 Ｂ ｃ ｕｋ变换器 具有 高可 靠性 、 高效率 的特 点。两级 联调 和 效率测 试 实验显 示 ， 该两 级式 逆变 系统 可满足 用户 的各 项要求 ， 额定 输 出时的 效率可 达 ８ ％以上 。 ５ 关键 词 ： 逆变器 ；两 级式 ；谐 振 中图分类 号：Ｍ４４ Ｔ ６ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ０ １０ ２ １ ）４ ０ １ — ３ １０ — ０ Ｘ（０ ２ ０ — ０ ５ ０
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的输 出。搭 建样 机对 变流 器进行 了验 证 ， 结果证 明 了拓扑 的 正确性 。 其 关键词 ： 止 变流器 ； 静 宽输入 ： ｂ ｏｔ双 ｂ ｃ 双 ｏｓ ； ｕｋ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｉ ｎｐ ｌａ ｅ ａ ｎ－ ｓ ｌ ｔ ｄ Ｔｈｒ ｅ Ｐｈａ ｅ ｓ ａ ｃ ｎ Ｗ ｄｅ Ｉ ｕｔＶｏ ｔ ｇ ｎｄ Ｎｏ ｉｏａ ｅ ｅ ｓ Ａ ｅ ｏ ａ ｉａ ａ ｉ ｎ ｒｅ ｒ ｎ ｕｔｃ ｌＳｔ ｔｃ Ｉ ｖｅ ｔ ｒ
ＨＵＡＮＧ Ｃｈ ｏ ａ
（Ｃ ｕｘ Ｓ ｌ ｒ Ｇ ｉ Ｊ ｎｘ ３ ４ ０ Ｊ ＣＧ ｉｉ ｍｅ ｅ ， ｕ ｉ ｉ ｇｉ ５ ０ ） ｔ ｘ ａ ３
Ａｂｓｒ ｃ ：Ａ ｄ ｎ ｕｔｖ ｌａ ｅ ｎｏ —ｓ ｌｔ ｄ ｔｒ ｅ— ｈａ ｅ ａ ｒ ｎ ｕｔ ａ ｔ ｔｃ ｉ ｖ ｒｅ ｓｐｒ ｐ ｓ ｄ ｗｉｈ ｔａ ｔ ｗｉ ｅ ｉ ｐ ｏｔ ｇ ｎ— ｏ ａｅ ｈ ｅ —ｐ ｓ ｅ ｏ ａ ｉ ｌｓａ ｉ ｎ ｅ ｔｒｉ ｏ ｏ ｅ ｔ ｉ ｃ ｔ — ｔ ｇ ｔｕ ｔ ｒ ．Ｔｈ ｉｓ ｔ ｇ ｓｄ ｕ ｌ —ｂ ｏ ｔｃ ｎ ｅ ｔｒｗｈ ｃ ｒ ｖｄ ｓａ ｓａ ｌ ｓｔｖ ｎｄ ｗｏ ｓａ ｅ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｅ ｆｒｔｓａ ｅ ｉ ｏ ｂ ｅ ｏ ｓ ｏ ｖ ｒｅ ｉｈ ｐ ｏ ｉ ｅ ｔ ｂ ｅ ｐｏ ｉｉ ｅ ａ ｎｅ ａ ｉｅ ＤＣ ｕｓｖ ｌａ ｅ；ｔ ｅ ｏ ｄ ｓａ ｅ ｉ ｈ ｅ ａ ａ ｅ ｈ ｅ － ａ ｅ ｄ ｕｂ ｅ ｂ ｋ ｉ ｖ ｒｅ ｉ ｈ ｇｔ ｖ ｂ ｏｔ ｇ ｈｅ ｓ ｃ ｎ ｔ ｇ ｓｔ ｅ ｓ ｐ ｒ ｔｄ ｔ ｒ ｅ ｐｈ ｓ ｏ ｌ － ｕｃ ｎ ｅ ｔ ｒｗｈ ｃ
收 稿 日期 ： ０ ２ ０ — ８ ２ １— ３ ２
—
２ 一 ８
国题缔
制等 方 向发展 ， 并采 用高 频软 开关技 术 。
， Ｊ ＶＤ
Ｉ
ｒ 。
１
变 流 器 工 作 原 理
两 级 式 组 合 静 止 变 流 器 的 主 电路 结 构 框 图如
Ｖｊ Ｔ昌
ｌ
所 示 。该 变换 器是 由两 个 独立 Ｂ ｏｔ 换 器 构成 的 ｏｓ变
双 Ｂ ｏｔ ｏｓ变换器 。 Ｂ ｏｔ 双 ｏｓ变换 器本 身不 包含 输入 电 感 ，其 利 用发 电机 电枢 绕 组 上 的 自感 作 为 输入 电
感。 为便于分析 ， 图中的电感 、： ， 为从发电机相绕 Ｊ
在控 制 方 面静 止 变流 器 主要 在 向多 环控 制 、 字 控 数
负载可得到幅值和频率均稳定的三相电压供电。
航 空 静 止 变 流 器 （ ｅｏａｔａ Ｓａｉ Ｉｖｒ ｒ Ａ ｒｎｕｉ ｌ ｔｔ ｎｅ ｅ ｃ ｃ ｔ ａＳ） Ｉ是航 空 电源 系 统 中 的二 次 电源 ， 它是 采用 半 导
．
一 一
．
、
、－一
ｒ —、 一 一
『
输 出 电压基 准 耐经 电压 环调 节器 后得 到后级 ａ 相 逆 变器 的输 出 电流基准 。后级 ａ相逆 变器 的输 出 电流 采 样 ，和 后级 ａ相逆 变 器 的 输 出 电流 基 准 ａ 经 电流 滞环 调节 器后 得 到 Ｐ ＷＭ波 。电压 环调节 器 输 出的 后级 ａ 逆 变器 的输 出 电流 基准 通 过 电 相
Ｉ
： ＝
一 ＝
图 １ 示 ． 组合 式 静止 变 流 器 为 Ａ ／Ｃ Ｄ ／ Ｃ 所 此 ＣＤ — ＣＤ —
Ｄ ／ Ｃ的架 构 ， 由于 Ａ ／ Ｃ部 分 由三 相 不 控 整流 ＣＡ ＣＤ
Ｖ Ｔｊ
：Ｃ【 ＝， ＿
桥 实现 ，所 以主要研 究 的是 Ｄ ／Ｃ Ｄ ／ Ｃ两 级式 ＣＤ — ＣＡ 结构 部分 的静 止变 流器 ，前级 为 Ｄ ／Ｃ变 换器 ， ＣＤ 后
的正极 输 入端 ， 三角 载波 接 人 电压 比较 器 的负 极 输 入端 ， 电压 比较器 输 出 Ｐ ＷＭ 波 。 制 正 相 Ｂ ｏｔ 控 ｏｓ变 换 器 的开关 管 Ｔ 的导 通 和 关 断 。前级 负相 Ｂ ｏｔ ｏｓ 变 换器 的电压 闭环 控制 方案 与前 级 正相 Ｂ ｏｔ ｏｓ变换
Ｐ０Ｗ ＥＲ ＵＰＰＬＹ Ｓ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩ ＥＳＡＮＤ ＡＰＰＬＩ ＣＡＴＩ ＯＮＳ
Ｖ０ ． ５ １１ ＮＯ６ ．
Ｊ ｎ ．２ １ ｕ ｅ ０２
更 为 重要 的是 Ｄ Ｉ 开关 管 的 寄生 体 二 极 管 Ｂ中
图 ６为空 载实验 波形 ：
不参与工作 ， 通过开关管同一桥臂上的二极管流过 续流 电流 ， 因此功率开关管和功率二极管可以分别
３ 后 级 双 Ｂ ｃ 作 原 理 分 析 ｕ ｋ工
双 降压式 半桥 逆变 器 （ｕｌ ｕｋＩｖｒ ｒＤ Ｉ Ｄ ａ Ｂ ｃ ｎｅｔ ； Ｂ） ｅ 是 由两 个 类 似 Ｂ ｃ ｕｋ的 变 换 器 组 成 的桥 式 逆 变 电 路 。它 的主 电路 的拓 扑如 图 ４所 示 ． 最大 优 点是 其 克 服 了传统 逆 变 器桥 臂 的直 通 问题 ． 其适 用 于对 尤 系 统 可 靠性 要 求 较 高 的场 合 ，如 航 空航 天 电源 系 统。
ｃ ｎ ｔ ｕ ｅ ｈ ｕ ｐ ｔＡＣ ｖ ｌ ｇ ｆｔ ｒ ｅ ｐ ａ ｅ ｓｎ ｓ ｉ ａ ａ ｅ ｏ ｍｓ ｒ ｔｔ ｐ ｓ ｂ ｉ ， ｎ ｈ ｏ ｓｉ ｔ ｓｔ ｅ ｏ ｔ ｕ ｏ ｔ ｅ ｏ ｅ — ｈ ｓ ｉ ｕ ｏｄ ｌｗ ｖ ｆ ｒ ． ｐ ｏ ｏｙ ｅ ｉ ｕ ｌ ａ ｄ ｔ ｅ ｔ ａ ｈ Ａ ｔ
器 的 电压 闭环 控制 方案 相 同 ， 不再 重述 。
图 ３ 前级 ＤＣ／ 变换 器的控 制框 图 ＤＣ
图１ 两 级式变速恒 频电源变 换器主电 构框图 路结
这 种组 合 式 静止 变 流 器 中的前 级 Ｄ ／Ｃ变 换 ＣＤ
器 和后 级逆 变器 分 别采 用 闭 环控 制 。 出滤 波器 的 输
（ 集 团贵 溪冶炼厂 ， 江 西 贵 溪 江铜 ３５０） ３４０
摘 要 ： 究 了一 种 宽输 入 非 隔 离型 三 相航 空静 止 变流 器。在 两级 式 的拓 扑 中 ， 研 前级 采 用 双 Ｂ ｏｔ ｏｓ
变换 器提供 稳 定的 正 负直 流母 线 电压 ； 后级 采 用三个 独立 的双 Ｂ ｃ 变 器构成三 相 正弦 交流 电压 ｕ ｋ逆
得到 最优 选择 。这个 特点使 之 能够发 挥新器 件 的最
图 ７为阻性 满载 实验 波形 ： 图 ８为 ２倍 短路 实验 波形 。
＾ 『
Ｕ ● Ｕ ■
ｌ
大优势 ， 实现更低 的开关损耗 ， 为进一步提高开关 频率和减小损耗创造条件。
以 ａ相逆 变 器为 例 ，双 Ｂ ｃ ｕ ｋ电路 半 周期 滞 环 电流 控制 的工 作 电路原 理 框 图如 图 ５所 示 。后级 ａ
ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｌｒ ｓ ｔ ｒ ｖ ｈ ｏ ｒ ｃｎｅ ｓｏ ｈ ｒ ｐｏ ｅ ｔ ｔｃ ｉ ｖ ｒｅ ． ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｅ ｕｌ ｐ ｏ ｅ ｔ ｅ ｃ ｒｅ ｔ ｓ ｆｔ ｅ ｐ ｏ ｓ ｄ ｓａ ｉ ｎ ｅ ｒ ｓ ｔ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｓ ｔ ｎ ｅ ｅ ； ｉ ｅ ｉ ｐ ｔ ｏ ｔｇ ； ｏ ｂ ｅ ｂ ｏ ｔ ｄ ｕ ｌ－ ｕ ｋ ｙ ｒ ｓ ｔ ｉ ｉ ｖ ｒ ｒ ｗ ｄ ｕ ｌ ｅ ｄ ｕ ｌ－ ｏ ｓ ； ｏ ｂ ｅ ｂ ｃ ａ ｃ ｔ ｎ ｖ ａ
中图分类 号 ：Ｍ４ １ 文 献标识 码 ： 文章 编号 ：２ ９ ２ １（０ ２０ — ０ ８ ０ Ｔ ６ Ａ ０ １— ７ ３２ １ ）６ ０ ２ — ４
在航 空 电源 系 统 中 ， 由发 电机 发 出 的三相 电压
体功率器件将航空发动机上发 出的变频交流 电能
变换 成 恒 压 恒频 的单 相 或 三 相 １ ５Ｖ ４ ０ Ｈ 交 流 ／０ ｚ １
图如 图 ３所 示 。正相 输 出 电压基 准 和正相 输 出 电压 采 样 ＋经 电压 环 调 节 器 后接 人 电压 比较 器
电压 串联 后其 中点作 为 主 电路 的中线 。Ｄ ／ Ｃ变换 ＣＤ 器 将 两组 三相 整 流 桥 输 出 的正 负 直 流 电压 变 换 为 逆 变器所 需 的正负 直流母 线 电压 。 级 Ｄ ／Ｃ变换 前 ＣＤ 器 的三个 输 出端分 别 作 为后 级 ａ相 逆变 器 、 逆 ｂ相 变 器和 Ｃ相 逆变 器 的输 入端 ： 后级 的三 个 逆 变器 结 构相 同并 独立 工作输 出三相交 流 电 。
第 １卷 ５
第６ 期
奄涤彳 左阙 主
Ｐ０Ｗ ＥＲ ＳＵＰＰＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩ Ｙ ＥＳ ＡＮＤ ＡＰＰ ＣＡＴＩ ＬＩ ＯＮＳ
Ｖｏ ．５ Ｎｏ６ １ ． １
２ １年 ６ ０２ 月
Ｊ ｎ ．２ １ ｕｅ ０２
宽输入非隔离型三相航空 静止变流器 的研究
黄 超
体积 小 ， 一步 提 高 了稳态 和 动态 特性 。组合 式 静 进 止变 流器 易 于实 现模 块 化 ， 于 系统 的热 设计 。后 易 级 的逆 变器 每相 独立 工作 ， 可单 相或 三相输 出。
２ 前 级 双 Ｂ ｏ ｔ 换 器 的工 作 原 理 ｏ ｓ变
前 级 Ｄ ／ Ｃ变换 器 的主 电路 等 效拓 扑 ． 图 ２ ＣＤ 如
幅值和频率均变化 。 满足不 了负载 的用 电要求 。通
过 静 止 变流 器在 航 空 电源 系统 中的应 用 ， 飞机 上 的
电源 ， 供飞机上的设备使用 。 欧洲和美 国等发达 国家对静 止变流器 的研 究
起 步早 、 平 高 ， 仅 在 拓 扑结 构 和 控 制 策 略 的 方 水 不 向有 所 创新 ． 而且 不断 地 开发 出新 一 代 功率 器 件 和 材料 ， 向表 面安 装 、 次集 成 等制 造 工艺 方 向发 展 。 二