三相四开关整流器的研制

东莞理工学院电子工程与智能化学院 赖宇威 张 志 付 威 黄鹏峰 张润超

深圳市同立方科技有限公司 叶晓东

三相四开关整流器拓扑具有功率器件少、成本低、装置体积小、效率高和开关损耗低等优点，同时又可作为三相六开关整流器故障时的容错拓扑，因此三相四开关整流器受到广泛关注。本文首先介绍了三相四开关整流器的主电路，并且提出一种电流前馈型解耦的电压电流双闭环控制策略。为了抑制直流侧两电容电压不平衡的情况，采用了一种前馈补偿的控制策略，实现直流侧两电容电压的平衡控制，并进行仿真实验验证了所提出控制策略的正确性和可行性。

1 三相四开关整流器的系统硬件设计

三相四开关整流器主电路拓扑结构：

三相四开关整流器的拓扑结构如图1所示，基于三相电流和为零的原理，应用两个电容代替两个开关管组成一组桥臂，整流侧将输入的三相交流电流整流为直流电输入到连个电容中间点。同时采用四个开关管组成另外两组桥臂，交流侧的电感用于储存和释放能量，负载侧采用电阻模拟负载应用。

2 三相四开关整流器的控制策略

与传统的脉宽调制技术（SPWM）相比，基于SVPWM调制技术的三相整流拓扑的直流电压利用率更高，功率管的开关损耗率也更低并且拥有更好的动态性能，且在实现的手法上更加简单易行，所以本文采用SVPWM的调制方式。

2.1 带前馈解耦的电流闭环控制

由于三相电流的dq轴分量之间存在交错耦合，在这种耦合状态下对电路的系统控制难度将会大大提升，所以在进行电流控制要先进行解耦。……