导航:要CPLD加以实现。仿真和实验结果表明四步换流策略可以使矩阵变换器中的双向开关换流安全可靠地进行。
CPLD
1，可自然实现能量反馈，而且无需较大的直流支撑电容，是一项具有环保、节能优势的新技术。
Xilinx公司的器件及其开发软件，完成了四步换流。仿真和实验结果验证了这一方案的正确性和可靠性。
1矩阵式变换器主电路
2两相－单相矩阵变换器简单示意图
3换流状态示意图
4CPLD控制部分功能图
5输出相六个开关仿真波形
6四步换流实测波形
7上半图为输出电流波形
1所示，任一时刻每输出相有且只有一个开关导通。
2所示为两相—单相简单矩阵变换器电路示意图。
S处于导通状态，双向开关Ba处于关断状态如图所示，“”表示开关管处于导通状态。现在假设电流要从Aa管换到Ba管，负载电流方向如图所示，即L>0。四步换流第一步就是要关断处于导通状态的双向开关中不流过电流的那个管子，因此第一步关断Aa2管;第二步开通要换流到的双向开关中要通过电流的管子，在本例中根据负载电流方向，Ba1管将通过电流，所以第二步开通Ba1管;第三步，将Aa1管关断;第四步导通Ba2管。这样经过以上四步换流，双向开关Aa完全关断，双向开关Ba完全导通，使电流从Aa换到Ba。这一换流过程如图所示。同理当负载电流反向，即L<0时，如果电流仍从双向开关Aa换到Ba，四步换流过程可以表示为第一步Aa1管关断;第二步Ba2管导通;第三步Aa2管关断;第四步Ba2导通管。
50%的开关损耗，因此四步换流策略可以确保矩阵式变换器安全可靠地换流。
CPLD就可以很好地实现。本文采用的是公司的器件，此芯片具有高密度、高性能、在系统可编程能力等特点。本文采用该芯片及其开发软件，程序全部用语言编写，并通过下载到芯片中进行实验调试。
CPLD组成，与控制模块相配合，控制部分功能图如图所示。第一片相当于锁存器，完成的功能是将发出的一周期换流信息全部锁存，在换流时刻到来时再将换流信息送给第二片。第二片相当于译码器，其功能是接收到九位换流信息后按照四步换流策略完成换流，输出路开关脉冲。这样控制部分可以自动将一周期内的换流完成，减少了的工作量，提高了整个矩阵变换器控制系统的效率。
CPLD
CPLD完成锁存器的功能，并在条件满足的情况下输出相应信息。换流要知道最初状态、下一时刻的状态和负载电流的方向。换流信息包含了开关组合和矢量顺序。通过位数据总线将一周期内的换流状态写入，对发出的波进行逻辑计算，得到相应的换流条件。一旦换流条件满足，第一片将输出相应时刻的换流信息给第二片由第二片按照四步换流策略完成具体的换流。
CPLD
CPLD连接第一片和驱动电路，具体完成四步换流策略。根据矩阵变换器主电路中器件本身的开通关断时间要求，换流时钟节拍采用外部
CPLD的调试全部在公司的开发软件中完成。图所示为输出相换流的开关仿真波形，6d为四步换流时钟节拍。由图可以看出开关波形完全符合四步换流理论，设计是成功的。图为实际测量的四步换流波形，从中可以看出产生了正确的开关逻辑，使开关换流动作正确。
2kHz，输入线电压为，输入频率为，输出频率为。矩阵式变换器的输出电流和输出线电压波形如图所示，得到了变换器正弦输出电流和正弦输出线电压。
CPLD可以很好地完成四步换流功能。器件具有研制周期短、设计灵活、性能可靠的优点，非常适合完成时序逻辑设计，实验证明四步换流策略确保了矩阵变换器能够安全可靠的运行。■
Jose Rodriguez ， Transactions on Industrial Electronics,Volume: 49, No.2.April 2002
Jon C.Clare. Matrix Converters.Power Enginering Journal December ，