ac-ac變換電路原理圖,工作原理詳解-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2026-01-08
ac-ac變換電路的工作原理是通過電力電子開關(guān)器件（如IGBT、MOSFET）的可控通斷，直接將一種交流電轉(zhuǎn)換為另一種所需特性的交流電，無需中間直流環(huán)節(jié)或僅通過直流鏈路實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。ac-ac變換電路分為直接變換和間接變換兩類。
直接變換（如交：交變頻電路）通過控制兩組反并聯(lián)的變流器（正組和負(fù)組）交替導(dǎo)通，直接合成輸出波形；例如在單相電路中，當(dāng)輸入電壓為正時(shí)正組工作，為負(fù)時(shí)負(fù)組工作，通過相位控制或脈寬調(diào)制（PWM）調(diào)節(jié)導(dǎo)通角或開關(guān)模式，實(shí)現(xiàn)輸出電壓幅值、頻率或相位的調(diào)整。
間接變換則先通過整流器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，再經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換為所需交流電，中間可能包含濾波環(huán)節(jié)以平滑波形。
圖（a）所示為AC/AC變換器的原理電路圖。實(shí)際上是由正組（P）雙半波變流器和負(fù)組（N）雙半波變流器反并聯(lián)組成的。正組由V1和V2組成，負(fù)組由V3和V4組成。
當(dāng)正組工作時(shí)，分別觸發(fā)V1和V2使之導(dǎo)通，負(fù)載上獲得正向電壓。而負(fù)組工作時(shí)，對(duì)V3和V4觸發(fā)使之導(dǎo)通，負(fù)載上獲得反向電壓。現(xiàn)以電阻性負(fù)載為例，并假定兩組變流器不同時(shí)工作。
（1）整半周工作方式
假定輸出交流電壓的頻率(fo)為電源頻率（fs）的1/3，即To=3Ts。為此在輸出的前半周期內(nèi)（To/2）,讓正組變流器工作3個(gè)電源電壓整半周，在此期間內(nèi)負(fù)組變流器被封鎖；然后在輸出的后半周期內(nèi)，讓負(fù)組變流器導(dǎo)通3個(gè)電源整半周，在此期間內(nèi)正組變流器停止工作，這樣可以獲得如圖4.1（b）所示的波形，其輸出電壓中的基波分量的頻率為電源頻率的1/3，即fo=fs/3，以此類推。
按整半周工作方式，輸出頻率是不能連續(xù)可調(diào)的，而且輸出電壓中包含大量的諧波。
（2）α調(diào)制工作方式
若每個(gè)電源半周期不是整半周期導(dǎo)通，而是控制α不同，讓輸出電壓按理想的正弦進(jìn)行調(diào)制，則能獲得如圖（c）所示的波形，其輸出電壓中的基波頻率仍然為電源頻率的1/3，但其輸出波形，比圖4.1(b)更接近正弦波，其諧波含量降低。這種工作方式是實(shí)際AC/AC變換器所采用的。
（3）高頻工作方式
這種工作方式不同于前述的兩種，在1個(gè)電源電壓的半周期內(nèi)，兩組變流器要輪流工作多次，當(dāng)圖4.1(a)的晶閘管用自關(guān)斷器件代替時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)這種工作方式，而且要求先封鎖已導(dǎo)通的變流器，然后才能使另一組變流器投入工作。若在1個(gè)電源電壓周期里，以高速率切換兩組變流器，使其輪流工作，則能獲得如圖（d）所示的波形，并稱它為高頻工作方式。
單相Boost型AC/AC交流變換器
電路結(jié)構(gòu)如圖，其中S1（S1a、S1b）和S2（S2a、S2b）為兩對(duì)交流開關(guān)管，二者高頻互補(bǔ)開通，開通時(shí)間分別為DTS、(1-D)TS，其中D為占空比，TS為開關(guān)周期。
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