数字电路设计分析
6页1、数字电路设计分析摘要:三电平整流器由于其独特的优点,受到了越来越多的重视。介绍了三电平桥式整流器的工作原理,并用数字信号处理器对其控制系统进行了实现,说明了全数字控制系统的硬件设计和软件设计的方法。仿真和实验结果验证了理论研究的结果。关键词:数字信号处理器;三电平;PWM整流器;功率因数校正引言三电平(ThreeLevel,TL)整流器是一种可用于高压大功率的PWM整流器,具有功率因数接近1,且开关电压应力比两电平减小一半的优点。文献【1】及【2】提到一种三电平Boost电路,用于对整流桥进行功率因数校正,但由于二极管整流电路的不可逆性,无法实现功率流的双向流动。文献【3】,【4】及【5】提到了几种三电平PWM整流器,尽管实现了三电平,但开关管上电压应力减少一半的优点没有实现。三电平整流器尽管比两电平整流器开关数量多,控制复杂,但?具有两电平整流器所不具备的特点:1)电平数的增加使之具有更小的直流侧电压脉动和更佳的动态性能,在开关频率很低时,如300500Hz就能满足对电流谐波的要求;2)电平数的增加也使电源侧电流比两电平中的电流更接近正弦,且随着电平数的增加,正弦性越好,功率因数更高
2、;3)开关的增加也有利于降低开关管上的电压压应力,提高装置工作的稳定性,适用于对电压要求较高的场合。1TL整流器工作原理TL整流器主电路如图1所示,由8个开关管V11V42组成三电平桥式电路。假定u1=u2=ud/2,则每只开关管将承担直流侧电压的一半。以左半桥臂为例,1态时,当电流is为正值时,电流从A点流经VD11及VD12到输出端;当is为负值时,电流从A点流经V11及V12到输出端,因此,无论is为何值,均有uAG=uCG=ud/2,D1防止了电容C1被V11(VD11)短接。同理,在0态时,有uAG=0;在1态时,有uAG=uDG=ud/2,D2防止了电容C2被V22(VD22)短接。右半桥臂原理类似,因此A及B端电压波形如图2所示,从而在交流侧电压uAB上产生五个电平:ud,ud/2,0,ud/2,ud。每个半桥均有三种工作状态,整个TL桥共有32=9个状态。分别如下:状态0(1,1)开关管V11,V12,V31,V32开通,变换器交流侧电压uAB等于0,电容通过直流侧负载放电,线路电流is的大小随主电路电压us的变化而增加或减小。状态1(1,0)开关管V11,V12,V3
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