1。2。4  Z源交流变换器及其控制技术

图1。8为Z源交流变换器的拓扑结构。该拓扑由两个四象限功率开关、一个Z源网络和一个LC滤波器组成。其中两个电感、电容组成了Z源网络，具有储能和滤波的作用[15]。由于输入、输出电压的频率远低于开关频率，其选用的电感、电容量都很小。和传统的直流变换一样，Z源交流变换器可采用PWM控制。

Z源交流变流器可实现升降压；只需两个有源器件，成本低，可靠性高。但闭环控制复杂且不具备调节相位功能。

图1。8  Z源交流变流器拓扑结构

1。2。5  基于DC-DC拓扑的交流变换器及其控制技术

DC-DC拓扑结构的研究已经比较成熟了，加入交流开关管后其可运用到AC-AC变换中。如图1。9所示，Buck、Boost、Buck-Boost、Cuk、Zeta、Sepic型AC-AC变换器的拓扑结构。每一种拓扑结构都由输入滤波器、蓄能电感、双向斩波开关对、双向续流开关对和输出滤波器依次连接组成[3]。

6种拓扑结构都比较简单，均采用PWM控制技术。Buck型只可降压，Boost型只可升压；Buck-Boost、Cuk型均可实现升降压功能，但输入、输出电压极性相反且不具备调相功能；Zeta、Sepic型变换器均可实现升降压功能，但不具备调相功能，且前者输入电流和输出电流都是不连续的，后者所需电感体积大。

                 (a) Buck型                               (b) Boost型

          (c) Buck-Boost型                         (d) Cuk型

            (e) Zeta型                              (f) Sepic型

图1。9  基于DC-DC变换的6种拓扑结构

1。3  交流变换器的电压复合技术

学者Deepak Divan提出了一个新的AC-AC变换的概念——基于虚拟正交源的电压复合技术。该控制技术可以实现调节电压幅值、相位的功能，但输出电压的相位和幅值具有耦合关系[16]。苏州大学张友军副教授在此基础上通过级联Boost型AC-AC变换器后，可分别独立调节输出电压相位和幅值[17]。基于电压复合技术的交流变换器运用到电网传输中具有重要的经济效益和工程实用价值。

本文研究了基于电压复合技术的交流变换器的电路拓扑、工作原理以及控制策略。该交流变换器可实现移相、调压等功能。

1。4  本文的研究内容与主要意义文献综述

1。4。1  本文的研究内容

本文主要研究了基于电压复合技术的交流变换器的电路拓扑、工作原理和控制策略。电压复合技术是一种新的基于双虚拟正交源的控制技术，即将一个基频正交分量和一个三次谐波的正交分量加入到电压的基波分量中。“虚拟正交源”是通过PWM调制产生的，只是占空比不再是通常所用的常数，而是含有二倍频的交流分量。通过电压复合技术控制的输出电压中包含了具有相位移的基波电压和三次谐波分量。加入三次谐波陷阱即可滤除三次谐波分量，得到的基波电压的相位和幅值具有耦合关系。因此，在满足相位要求的前提下级联Boost型交流变换器即可独立调节电压幅值。

本文的章节安排如下：

第二章详细分析了Buck型和Boost型 AC-AC变换器的电路拓扑、工作原理、控制策略和参数设计。在此基础上分别对占空比为常数的Buck型和Boost型 AC-AC变换器进行闭环仿真，给出仿真原理图和仿真波形。