目前矩陣式變頻器因采用具有輸入功率因數可調，輸出頻率連續，功率雙向流動且無直流母線的矩陣式變換器(MC)而倍受關注。雖然三相用電設備廣泛應用于生產領域，但是在一些行業(如感應加熱和感應熔煉)仍需要單相電源，而在這些行業用電對電網產生嚴重污染，如果將矩陣式變換器(MC)應用在這些行業中將對“綠色”電源產生深遠的影響。在此綜合考慮因不同的控制策略，低頻段和高頻段對系統的資源占用率不同，故采用不同的控制策略，CPU采用DSP和CPLD聯合控制，實現了具有安全換流和相應的保護功能的三相-單相調功電源，該電源就很好地應用在相應的場合，充分發揮矩陣式電源的優良特性。

l 主電路結構和換流策略

1．1 主電路結構

系統電路采用的是三相-單相變換電路的其中一種較為簡單的拓撲結構(帶中線)如圖1所示。將S1+和S1-均導通的狀態稱為S1狀態。為了盡可能多地濾除輸入電流中的由開關動作產生的高頻諧波中高頻諧波成分，減少對電網側的高頻污染，并提高輸入功率因數，因此引入濾波器，阻尼電阻Rd有利于在轉折頻率點后高頻電流的衰減，并入電容有利于減小開關器件間的耦合。電路采用反向并聯IGBT構成雙向開關，通過控制各個開關狀態的時間，實現目標電壓。

1．2 換流策略

由主電路的基本特征和應用在感應加熱行業就決定了矩陣式變換器在工作過程中必須遵循兩個原則：矩陣式變換器的三相輸入中的任意兩相之間不能短路，避免使用電壓源短路造成過流。矩陣式變換器的輸出不能斷路，避免感性負載突然斷路而產生的過電壓。由此可見在換流的過程中必須選擇可靠的換流策略，為了解決這一問題采用傳統的基于電流檢測的四步換流策略較為合適。該方法必須加以電流檢測元件(電流互感器、霍爾傳感器等)，為了保證IGBT的可靠開通與關斷，將控制電壓設定為：開通電壓+15 V(記為1)，關斷電壓-5 V(記為O)。為了便于說明規定電流如圖1所示時記為I(+)，反之I(-)。四步換流開關轉換過程如圖2所示，現以由S1到S2狀態進行換流的四個過程進行說明，假設此時檢測輸出電流方向為I(+)。步，在開通S2-之前必須將S1-關斷，否則U1和U2將通過S2+和S1-形成回路；第二步．開通S2-，如果U2>U1，此時負載電流將立刻從S1-轉移到S2-，否則負載電流將繼續通過S1+；第三步，在開通S2-前先關斷S1+，此時負載電流已轉移到S2+；第四步，開通S2-。

當電流反向時采用相同的方法，只是開通順序的不同。由此可見采用四步換流法，既禁止了可能是電源發生短路的組合，又保證了在任意時刻至少有一條通路，從而提高了環流的安全性。值得注意的是在換流的過程中為了避免換流出錯需要鎖存獲取的電流方向的信息。