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基于双桥矩阵变换器的新型直流电源的设计与仿真

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标签: ac-dc

能使电路中形成恒定电流的装置,如干电池、蓄电池、直流发电机等,称为直流电源。 直流电源有正负两个电极,正极的电势高,负极的电势低;

A  conventional  high  power  DC  power  supply  systems  consist  of  a  three-phase  diode  rectifier  followed  by  a  high  frequency  converter  to  supply  loads  at  regulated  DC  voltage.  These  rectifiers  draw  significant  harmonic  currents  from  the  utility,  resulting  in  poor  input  power  factor.  In  this  paper,  a  DC  power  supply  based  on  dual-bridge  matrix  converter  (DBMC)  with  reduced  number  of  switches  is  proposed.  In  the  proposed  circuit,  three  switches  convert  the  low  frequency  AC  input  to  a  DC  link.  A  single-phase  bridge  inverter  converts  the  DC-link  to  a  high  frequency  AC  output.  The  output  of  the  matrix  converter  is  then  processed  via  a  high  frequency  isolation  transformer  and  rectified  to  the  regulated  DC  voltage.  In  the  proposed  topology  only  a  simple  voltage  control  loop  ensures  that  the  output  voltage  is  regulated  against  load  changes  as  well  as  input  supply  variations  and  the  current  control  loop  is  not  used  to  correct  the  input  currents.  Theory  analysis  and  simulation  are  made  to  investigate  performance  of  the  proposed  circuit.  Simulation  results  show  that  in  the  proposed  power  supply  with  7-switch,  the  input  currents  are  of  a  high  quality  under  varying  load  conditions  and  input  voltage.

常规的大功率直流电源系统包括一个三相二极管整流器,其后是一个高频转换器,用于以稳定的直流电压提供负载。这些整流器从公用事业中汲取大量谐波电流,从而导致不良的输入功率因数。本文提出了一种基于双桥矩阵变换器(DBMC)的直流电源,其开关数量减少了。在提出的电路中,三个开关将低频交流输入转换为直流链路。单相桥式逆变器将直流母线转换为高频交流输出。然后,通过高频隔离变压器处理矩阵转换器的输出,并将其整流为调节后的直流电压。在提出的拓扑中,只有一个简单的电压控制环路可确保针对负载变化以及输入电源变化来调节输出电压,并且不使用电流控制环路来校正输入电流。进行了理论分析和仿真以研究所提出电路的性能。仿真结果表明,在提出的7开关电源中,在变化的负载条件和输入电压下,输入电流的质量很高。

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