摘要 通過分析三相三開關三電平(Vienna)整流器的工作原理，研究了該整流器的單周控制策略，并采用電壓外環和電流內環的雙閉環控制，實現了Vienna整流器的可靠穩定、低諧波畸變特性。基于Matlab仿真平臺，搭建了Vienna整流器的仿真模型，仿真結果表明，基于單周控制方法的8 kW三相PFC整流器，控制結構簡單，系統可靠穩定，諧波畸變率3％，功率因數可達99％。
關鍵詞 Vienna整流；單周控制；RS觸發器；功率因數

二極管整流器在電力電子行業中得到了廣泛應用，但由于其存在功率因數低并向電網注入了較高的電流諧波等因素，對電網污染嚴重，難以滿足(GB／T14549—93、IEC61000—3—2)等相關標準的要求。隨著對用電設備諧波污染問題的日益重視，以及三相大功率裝置在電網中的應用越來越廣泛，三相大功率因數校正技術已經成為國際國內電力電子及研究領域的熱點問題。
Vienna整流器是由Kolar教授于1994年提出的一個優秀的三電平PWM整流器拓撲，其具有所需的開關器件少，單個功率器件所承受的最大電壓為輸出電壓的一半，無需設置驅動死區時間，無輸出電壓橋臂直通問題等特點。因而引起國內外學者對其拓撲結構及控制策略和方法的廣泛關注。文中通過分析Vienna整流器的基本工作原理，并針對三相大功率PFC的特點，以及直流母線中點電位平衡的控制、解決了三電平中點平衡問題的需要。設計了單周控制技術整流器控制結構，并通過采用電壓外環和電流內環的雙閉環控制，進一步提高了動態和穩態性能。最后搭建仿真模型，對單周控制的Vienna整流器進行了仿真研究與分析。

1 WIENNA整流器工作原理
Vienna整流器結構如圖1所示，其中交流側的Li為等值平波電感，C1、C2為輸出濾波電容，為高次諧波電流提供低阻抗通路，減少直流電壓紋波。三相中每相都由全控開關管(Sa，Sb和Sc)和4個二級管組成雙向開關管。通過控制3個雙向開關管完成輸入電流和母線電壓的調節、以及母線側兩個電容的電壓平衡。

其運行原理如下：以橋臂1為例，當開關Sa開通時，整流器的輸入端電壓被鉗位于直流母線中點；當開關Sa關斷時，整流器的輸入端電壓為+Vdc／2或-Vdc／2，電壓極性由a相電流的極性決定。因此，橋臂1有3個開關狀態“1”“0”“-1”，整流器的輸入端被分別鉗位于直流母線的正極、中點和負極。其電路方程為