一、變換器的主要類別

變換器，這一新型的交—交變頻電源，自最初的概念提出以來，便引起了科學界的廣泛關注。盡管這種設備的理論和控制策略直到1979年才由意大利的M. Venturini和A. Alesina兩位學者正式提出，但其獨特的性能和應用潛力自那時起便成為了研究的重點。這類變換器在技術上的挑戰主要包括需要大容量、高開關頻率及雙向阻斷和自關斷能力的半導體器件，這在早期技術中難以實現，因此研究多集中于理論探討和主回路的拓撲結構。

1. 直流-直流變換器

這種變換器設計中包含三個電感和兩個電容，具有一個主開關與一個次開關。變壓器包含初級和次級繞組，主開關和次開關根據控制信號交替導通，使得電流通過初級繞組并傳遞到次級繞組。隨后，主整流器和次整流器根據變壓器初級繞組的電能變換動作，輸出穩定的直流電壓給負載使用。

2. 模數變換器

模數變換器通過其獨特的雙傳輸電路設計工作：第一傳輸電路負責處理輸入電壓與輸出時鐘信號，其時鐘信號的相位變化取決于輸入電壓；第二傳輸電路處理參考電壓與輸入時鐘信號，并輸出調整后的參考時鐘信號。這些時鐘信號經比較器比較后，輸出相應的調制信號。

3. 高功率因數半橋式變換器

半橋式變換器利用橋二極管單元來提供電流的傳輸路徑，并通過功率因數提升單元將能量傳遞到電壓平滑電容。這些電容負責儲存并平滑由橋二極管單元輸送的能量。開關單元包括兩個開關，它們串聯在電壓平滑電容的兩端，用于根據輸入電壓的變化調整輸入電流，以提高功率因數和效率。

二、變換器的控制策略

變換器的效率和性能在很大程度上依賴于其控制策略的優化。

1. 直接變換法

直接變換法是通過對輸入電壓進行連續的斬波處理來合成所需的輸出電壓，這包括坐標變換法、諧波注入法、等效電導法和標量法等。盡管這些方法在處理輸入電流的波形時各有所長，它們的共同缺點是輸出的諧波相對較大，這限制了其更廣泛的應用。

2. 電流跟蹤法

電流跟蹤法通過對三相輸出電流信號與實測輸出電流信號的比較，根據比較結果和當前的開關電源狀態來調整開關的動作。該方法簡單、直觀，響應速度快，魯棒性好，但受限于開關頻率的不穩定性和諧波的隨機分布。

3. 間接變換法

采用空間矢量調制技術，也稱為間接變換法，這種方法通過虛擬地將交—交變換過程拆分為交—直和直—交兩個階段，利用先進的整流和高頻PWM合成技術來優化輸出波形和輸入電流波形，盡管控制策略相對復雜，但這種方法在矩陣變換器中已被證明具有極高的效能和潛力。