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电源技术论文
全数字单相三电平整流器控制电路设计
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B
oost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300～500Hz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；
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。
1 TL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V11～V42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V
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