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          固緯電子電力電子教學小課堂 | 第十九講: PEK-110模塊之全橋PFC AC→DC變換器

          發布日期:2022-09-21  點擊次數: 120  作者:固緯電子

          PTS-系列之PEK-100系列教學

          PEK-110模塊之全橋PFC AC→DC變換器


          寫在前面的話

            經過前幾期對于PTS-800中基本的電路圖拓撲結構的學習,我們已經掌握了基本的電路模型。從PEK-100系列開始,在固有電路拓撲基礎上開始對電路的控制方式進行學習。本期將針對單相全橋逆變PEK-110的控制方式以及與新能源中光伏發電結合探究最大功率點追蹤技術的學習。此外,我們也將逆向設置整流變換器。

          PEK-110

          單相逆變器

          實驗原理:


            單相全橋整流器的輸入是單相交流電源,輸出是直流電壓,采用雙閉環控制方式。外環為直流電壓的控制回路,用來控制輸出電壓的穩定,內環為電感電流回路,用來調整輸入電壓與輸入電流同相位,達到單位功率因數的效果。

            單相全橋整流器的電流回路模型可以采用上幾期的逆變器模型,其控制方塊圖的設計如下圖所示。


          電流環設計:


            電流回路控制器采用反饋與前饋控制并用,假設輸入電流可以與輸入電壓同相位達到單位功率并網,前向控制信號可以消除輸入電壓為電流回路的擾動。因此,電流回路的控制回路為:

            根據上圖可以看出電流環的帶寬是由K1決定,一般情況下電流環帶寬為開關頻率的十分之一到五分之一。

            整流器的電流命令是外環的電壓回路的輸出。為了保證輸入電流與輸入電壓同相位從而將電壓環的輸出乘以與輸出電壓同相位的單位正弦波作為電流環的電流命令。


          電壓環設計:


          交流側的輸入功率為:

          基于有功功率平衡可知,

          直流側由電容充電可知:

            考慮到電路中的二次諧波分量,電壓外環的帶寬需要遠小于120Hz以保證輸出電流低失真,但是帶寬過小電壓環的動態響應太差。因此,最佳的帶寬一般定在20Hz,使之兼顧電壓響應速度與輸入電流失真。

            選擇type II型控制器后可參考電流環設置進行計算參數K、Z與P。


          實驗效果:



          總 結:


            經過上述的仿真結果可以看到輸入電壓電流可以做到同相輸入,直流側的電壓紋波頻率為交流側輸入電壓頻率的兩倍。經過以上對單相全橋整流器的講解有助于學生進行學習了解雙閉環全橋整流器的設計流程。固緯電子在電力電子教學方向致力于為老師減少壓力,緩解學生的學習壓力,因此開創了全新的理論與實踐相結合的教學模式,還請各位老師同學進行了解轉發。

          附:為了提供學生更加豐富的學習資料,本次我們提供了matlab的仿真文件,感興趣的可以點贊轉發,在文章下面留言以及聯系方式或郵箱可以免費提供仿真文件。

          仿真效果圖:

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