PWM整流工作原理

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PWM整流工作原理

PWM整流工作原理1.开关电源：PWM整流电路由一对开关电路组成，通常是MOSFET或IGBT（绝缘栅双极晶体管）。

2.控制信号：通过其中一种控制算法，将输入的直流电源信号转换为控制开关的PWM信号。

控制算法通常基于反馈控制，可以使用PID（比例积分微分）控制器或其他控制算法。

3. PWM信号：PWM信号是脉冲信号，其占空比（Pulse Width）根据控制算法的输出变化。

占空比是指PWM信号高电平持续的时间与一个周期内总时间的比例。

通过调整占空比，可以控制开关电路的导通和断开时间。

4.输出滤波：PWM信号通过一个滤波电路，将其转换为平滑的直流输出。

滤波电路通常是一个电感和电容的组合，用于滤除PWM信号中的高频噪声。

5.输出电压：整流电路将滤波后的PWM信号转换为输出电压。

当PWM信号高电平时，开关电源导通，将直流电源的电能储存在电感中。

当PWM信号低电平时，开关电源断开，电感中储存的能量被转移到输出电容上，供电给负载。

6.负载控制：输出电压经过调整和稳压电路控制，以保持恒定的输出电压。

控制电路根据负载的变化，调整PWM信号的占空比，以保持输出电压的稳定性。

1.高效性：PWM整流技术可以通过准确控制开关的导通和断开时间，最大限度地减少功率损耗，并提高整流电路的效率。

2.精确控制：PWM信号的占空比可以很容易地调整，以实现对输出电压的精确控制。

由于PWM整流技术可提供高频开关特性，因此调整输出电压的响应速度非常快。

3.可靠性：PWM整流电路中的开关元件通常由可靠的MOSFET或IGBT 组成，其寿命较长。

此外，PWM整流技术还具有较少的电磁干扰和噪声。

4.小尺寸：由于高效性和精确控制的特性，PWM整流电路可以使用较小的电感和电容组件，从而减小整流电路的体积。

5.可调度：PWM整流技术可以适应各种负载变化，通过调整占空比，以保持稳定的输出电压和电流。

总之，PWM整流工作原理是基于PWM信号控制开关导通和断开时间，实现高效的切换电流输出。

三相pwm整流电路工作原理

三相pwm整流电路工作原理
三相pwm整流电路是一种应用广泛的电路，其主要功能是将三相
交流电转换为直流电，并且尽可能减小其脉动。

具体来说，该电路通
过对三相交流信号进行高频调制，形成一组高频脉冲信号，然后通过
滤波电路将这些脉冲信号转换为平滑的直流电信号。

该电路的工作原
理如下：
首先，三相交流电信号经过桥式整流电路得到半波直流信号，通
过电容进行平滑后输出给三个功率管的控制极。

三个功率管根据PWM
控制信号工作，输出由PWM控制的高频脉冲电流。

通过对三个脉冲信
号的相位进行调整，可以实现输出电流的控制，并且可以使输出电流
尽可能接近直流电。

此外，考虑到转换过程中产生的电磁噪声，一般
会设计特定的滤波电路，使得电路输出的直流电信号更加平滑稳定。

三相pwm整流电路在工业生产中得到广泛的应用，具有效率高、
控制精度高、可靠性强等优点。

适用于需要变频调速、须负载适应、
需要高速反应的应用场合，如电机控制、电气传动等。

除此之外，三相pwm整流电路还可以与其他电路进行组合，实现
更为复杂的功能。

例如，该电路可以与逆变器电路相结合，实现交流
电频率和电压的控制，同时可以实现功率因数校正、谐波消除等功能。

可以说，三相pwm整流电路是一项非常重要的技术，对于工业现场的
电气控制和传动具有不可替代的作用。

pwm整流电路工作原理

pwm整流电路工作原理一、前言PWM整流电路是一种常见的电路，它主要用于将交流电转换为直流电。

本文将详细介绍PWM整流电路的工作原理。

二、PWM技术简介PWM技术是指通过改变信号的占空比来控制电源输出的一种技术。

在PWM技术中，周期保持不变，而占空比则可以根据需要进行调节。

当占空比为0时，输出为0；当占空比为100%时，输出为最大值。

三、PWM整流电路基本结构PWM整流电路包括三个部分：输入滤波器、PWM调制器和输出滤波器。

其中输入滤波器用于平滑交流输入信号；PWM调制器用于控制直流输出信号的大小；输出滤波器用于平滑直流输出信号。

四、输入滤波器输入滤波器主要由一个电容和一个电感组成。

它的作用是平滑交流输入信号，并减小噪声干扰。

当交流输入信号经过输入滤波器后，会变成一个近似直流的信号。

五、PWM调制器PWM调制器主要由一个比较器和一个三角形波发生器组成。

它的作用是根据需要改变直流输出信号的大小。

当三角形波发生器的输出电压高于比较器输入信号时，输出为高电平；当三角形波发生器的输出电压低于比较器输入信号时，输出为低电平。

通过改变三角形波发生器的频率和占空比，可以控制直流输出信号的大小。

六、输出滤波器输出滤波器主要由一个电容和一个电感组成。

它的作用是平滑直流输出信号，并减小噪声干扰。

当直流输出信号经过输出滤波器后，会变得更加平稳。

七、工作原理PWM整流电路的工作原理如下：1. 输入滤波器将交流输入信号平滑成近似直流的信号。

2. PWM调制器根据需要改变直流输出信号的大小。

3. 输出滤波器将直流输出信号平滑，并减小噪声干扰。

4. 最终得到符合要求的直流电源。

八、总结本文详细介绍了PWM整流电路的工作原理。

通过对输入滤波器、PWM调制器和输出滤波器等部分进行分析，我们可以更好地理解PWM整流电路是如何将交流电转换为直流电的。

三相电压型PWM整流器PI调节器参数整定的原理和方法

三相电压源型PWM整流器PI调节器参数整定的原理和方法1引言1.1 PID调节器简介在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。

PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。

目前，在工业过程控制中，95%以上的控制回路具有PID结构。

当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。

PID控制，实际中也有PI和PD控制。

PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的，其原理图如图1-1所示。

图1-1 PID控制系统原理图PID控制器传递函数常见的表达式有以下两种：（1）()ip dKG s K K ss=++，Kp代表比例增益，Ki代表积分增益，Kd代表微分增益；（2）1()p diG s K T sT s=++（也有表示成1()(1)p diG s K T sT s=++），Kp代表比例增益，Ti代表积分时间常数，Td代表微分时间常数。

这两种表达式并无本质区别，在不同的仿真软件和硬件电路中也都被广泛采用。

⏹比例（P，Proportion）控制比例控制是一种最简单的控制方式，其控制器的输出与输入误差信号成比例关系，能及时成比例地反映控制系统的偏差信号，偏差一旦产生，调节器立即产生控制作用，以减少偏差。

当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差（Steady-state error）。

⏹积分（I，Integral）控制在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。

对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统（System with Steady-state Error）。

为了消除稳态误差，在控制中必须引入“积分项”。

PWM整流电路

R ia
Ua
(udc
Sa
uNO )
(9.8)
同理可得b相和c相的微分方程如下:
Ls
dib dt
R ib
Ub
(udc
Sb
uNO )
Ls
dic dt
R ic
Uc
(udc
Sc
uNO )
(9.9) (9.10)
9.3.1三相PWM整流器动态数学模型
对于三相平衡系统，有: U a U b U c 0 ，将式(9.8)、(9.9)、(9.10)变
将式(9.5)、式(9.6)代入式(9.4)得: Ls
Sa Sa 1
Rt Rs
dia dt
R
R ia
Ua
[(ia
Rt
U dc ) Sa ia
(9.7)
Rt
Sa
u NO
]
同一桥臂上下开关不能同时导通，即 Sa Sa 1，同时约定Rt Rs R ,则式
(9.7)可写为:
Ls
dia dt
9.3.1三相PWM整流器动态数学模型
对a相电路，有:
Ls
dia dt
Rs
ia
Ua
(uAN
uNO )
(9.4)
设 R1 为IGBT的等效电阻，当上桥臂开关导通，且下桥臂开关关断时，有:
u AN ia Rt udc
(9.5)
当下桥臂导通，上桥臂关断时有:
u AN ia Rt
(9.6)
种拓扑结构中以多个功率开关串联使用，并采用二极管箱位以获得交流输出电压的三电平调制，因此，三电平 VSR 在提高耐压等级的同时有效的降低了交流侧谐波电压
、电流，从而改善了其

桥式pwm整流电路工作原理

桥式pwm整流电路工作原理小伙伴，今天咱们来唠唠桥式PWM整流电路的工作原理，这可是个很有趣的东西呢！咱先来说说啥是整流电路。

你想啊，咱们日常生活中的电有交流电和直流电。

有时候呢，我们的设备需要直流电来工作，但是电网给我们的是交流电，这时候就需要整流电路来把交流电变成直流电啦。

就像是一个翻译官，把交流电这种“外语”转化成直流电这种“本地话”，让设备能听得懂、用得上。

那桥式整流电路又是怎么一回事呢？想象一下有一座桥，这座桥由四个电子元件搭成，就像桥的四个桥墩一样。

这四个元件呢，两两一组，交替地工作。

当交流电的正半周来的时候，一组元件就像勤劳的小工一样开始工作，把电流引导到一个方向；而当交流电的负半周来的时候呢，另一组元件就接班啦，把电流还是导向那个方向。

这样一来，不管交流电是正半周还是负半周，经过这座“桥”之后，都变成了朝着一个方向流动的电流，这就初步实现了整流的功能。

现在再把PWM加进来。

PWM啊，全称是脉冲宽度调制。

这就像是一个超级聪明的指挥家。

你看啊，这个指挥家手里拿着一个神奇的指挥棒，这个指挥棒就是PWM信号。

这个信号可以控制那四个元件什么时候工作，工作多长时间。

比如说，这个PWM 信号可以让那两组元件在交流电的每个周期里，按照它设定的时间来交替工作。

那这个PWM信号是怎么做到精确控制的呢？它就像是在给那四个元件发送不同时长的小纸条。

如果纸条上写的时间长，那对应的元件工作的时间就长；纸条上写的时间短，元件工作的时间就短。

这样就可以灵活地调整输出的直流电啦。

比如说，我们想要电压高一点，那PWM信号就可以让那几个元件在合适的时候工作得久一点，这样积累起来的电能就多，电压就高啦；要是想电压低一点呢，就让元件工作的时间短一点。

而且啊，桥式PWM整流电路还有一个很厉害的地方，就是它可以提高功率因数。

功率因数这个东西呢，就像是一个效率指标。

如果功率因数低，就像一个人干活磨磨蹭蹭，效率不高。

而这个电路可以让电能得到更有效的利用，就像让一个懒汉变成了勤劳的小蜜蜂，把电网的电都利用得妥妥当当的。

PWM整流电路工作原理

PWM整流电路的原理分析摘要:无论是不控整流电路，还是相控整流电路，功率因数低都是难以克服的缺点.PWM整流电路是采用PWM控制方式和全控型器件组成的整流电路，本文以《电力电子技术》教材为基础，详细分析了单相电压型桥式PWM整流电路的工作原理和四种工作模式。

通过对PWM整流电路进行控制，选择适当的工作模式和工作时间间隔，交流侧的电流可以按规定目标变化，使得能量在交流侧和直流侧实现双向流动，且交流侧电流非常接近正弦波，和交流侧电压同相位，可使变流装置获得较高的功率因数。

1 概述传统的整流电路中，晶闸管相控整流电路的输人电流滞后于电压，其滞后角随着触发角的增大而增大，位移因数也随之降低。

同时输人中谐波分量也相当大，因此功率因数很低。

而二极管不控整流电路虽然位移因数接近于1，但输人电流中谐波分量很大，功率因数也较低。

PWM整流电路是采用PWM控制方式和全控型器件组成的整流电路，它能在不同程度上解决传统整流电路存在的问题。

把逆变电路中的SPWM控制技术用于整流电路，就形成了PWM整流电路。

通过对PWM整流电路进行控制，使其输人电流非常接近正弦波，且和输人电压同相位，则功率因数近似为1。

因此，PWM整流电路也称单位功率因数变流器。

参考文献［1］在第6章“PWM控制技术”中增添了“PWM整流电路及其控制方法”这一部分内容。

但在PWM整流电路的工作原理中介绍篇幅较少，只是针对PWM整流电路的运行方式相量图进行分析，没有分析其工作过程。

对PWM 整流电路不熟悉的教师在了解这部分内容时普遍感觉吃力。

1 单相电压型桥式PWM整流电路电压型单相桥式PWM整流电路最早用于交流机车传动系统，为间接式变频电源提供直流中间环节，其电路如图I所示。

每个桥臂由一个全控器件和反并联的整流二极管组成。

L为交流侧附加的电抗器，在PWM整流电路中是一个重要的元件，起平衡电压、支撑无功功率和储存能量的作用。

为简化分析，可以忽略L的电阻。

图 1 电压型单相桥式PWM整流电路除必须具有输人电感外，PWM整流器的电路结构和PWM逆变电路是相同的。

pwm整流器工作原理

pwm整流器工作原理
PWM整流器是一种电子设备，用于将交流电信号转换成直流
电信号。

它基于脉冲宽度调制（PWM）的原理工作。

工作原理如下：
1. 输入信号：PWM整流器的输入是交流电信号，通常为
50Hz或60Hz的正弦波。

2. 整流：通过使用扫描开关和滤波电容，交流电信号被整流成脉冲信号。

3. PWM调制：脉冲信号的宽度通过PWM调制技术进行控制。

PWM调制器根据需要生成一个高频的方波信号，并与整流得
到的脉冲信号进行比较。

4. 控制器反馈：PWM整流器的控制器根据PWM调制器输出
的方波信号与脉冲信号的比较结果，对脉宽进行调整。

5. 输出滤波：调整后的脉冲信号通过输出滤波电路进行滤波，以去除高频噪音。

6. 输出电压：最终输出的信号是直流电信号，它的波形与PWM调制信号的调制比例成正比。

整个过程中，PWM整流器的控制器不断地监测输出电压，并
做出相应的调整，以使输出电压稳定在预设的数值。

这种控制
方式允许PWM整流器在输入电压和负载变化时保持较稳定的输出电压。

总的来说，PWM整流器通过对输入交流电信号进行整流、PWM调制和控制器反馈等步骤，将其转换成稳定的直流电信号。

PWM整流器

三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、三相PWM整流器的数学模型
随着PWM整流器技术的发展，已设计出多种PWM整流器。尽管种类很多，但基本的分类方法就是将PWM整流器分类成电压源型和电流源型两大类。相对于电流源型PWM整流器而言，电压源型PWM整流器有较快的响应速度，且易于实现，所以目前PWM整流器一般采用电压源型PWM整流电路。如图2-5所示的三相VSR三线六开关主电路拓扑结构。为了论述方便，以下把这种整流器简称三相VSR。
二、PWM整流器研究现状
现在对控制技术的研究与发展是决定PWM整流器发展的关键因素，为了使网侧电流波形能够很好地跟踪电压波形，网侧电流的控制显得十分重要。电压型PWM整流器网侧电流控制策略分为两类：一类是间接电流控制策略；另一类是目前占主要地位的直接电流控制策略。间接电流控制实际上就是所谓的幅相电流控制。这种控制方案稳定性不好，电流动态响应慢，对系统参数变化敏感，因此它已逐步被直接电流控制策略所代替。直接电流控制相对于间接电流控制有着快速电流响应和好的鲁棒性。具体包括：基于静止坐标的P式。在此基础上近些年还新提出了包括无电网电压传感器、基于虚拟磁链定向以及结合这两种方法的控制方式。
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理

(完整版)PWM控制技术(深度剖析)

第6章PWM控制技术主要内容：PWM控制的基本原理、控制方式与PWM波形的生成方法，PWM逆变电路的谐波分析，PWM整流电路。

重点：PWM控制的基本原理、控制方式与PWM波形的生成方法。

难点：PWM波形的生成方法，PWM逆变电路的谐波分析。

基本要求：掌握PWM控制的基本原理、控制方式与PWM波形的生成方法，了解PWM 逆变电路的谐波分析，了解跟踪型PWM逆变电路，了解PWM整流电路。

PWM（Pulse Width Modulation）控制——脉冲宽度调制技术，通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。

第3、4章已涉及这方面内容: 第3章：直流斩波电路采用，第4章有两处：4.1节斩控式交流调压电路，4.4节矩阵式变频电路。

本章内容PWM控制技术在逆变电路中应用最广，应用的逆变电路绝大部分是PWM型，PWM 控制技术正是有赖于在逆变电路中的应用，才确定了它在电力电子技术中的重要地位。

本章主要以逆变电路为控制对象来介绍PWM控制技术，也介绍PWM整流电路1 PWM控制的基本原理理论基础：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。

冲量指窄脉冲的面积。

效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。

低频段非常接近，仅在高频段略有差异。

图6-1 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲面积等效原理：分别将如图6-1所示的电压窄脉冲加在一阶惯性环节（R-L电路）上，如图6-2a所示。

其输出电流i(t)对不同窄脉冲时的响应波形如图6-2b所示。

从波形可以看出，在i(t)的上升段，i(t)的形状也略有不同，但其下降段则几乎完全相同。

脉冲越窄，各i(t)响应波形的差异也越小。

如果周期性地施加上述脉冲，则响应i(t)也是周期性的。

用傅里叶级数分解后将可看出，各i(t)在低频段的特性将非常接近，仅在高频段有所不同。

图6-2 冲量相同的各种窄脉冲的响应波形用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波，正弦半波N等分，看成N个相连的脉冲序列，宽度相等，但幅值不等；用矩形脉冲代替，等幅，不等宽，中点重合，面积（冲量）相等，宽度按正弦规律变化。

PWM整流电路原理分析

一：PWM整流电路1.单相PWM整流电路单相桥式PWM整流电路如图1所示。

按照自然采样法对功率开关器件VT1～VT4进行SPWM控制，就可在全桥的交流输入端AB间产生出SPWM波电压。

中含有和正弦调制波同频、幅值成比例的基波，以及载波频率的高次谐波，但不含低次谐波。

由于交流侧输入电感Ls的作用，高次谐波造成的电流脉动被滤除，控制正弦调制波频率使之与电源同频，则输入电流也可为与电源同频正弦波。

单相桥式PWM整流电路按升压斩波原理工作。

当交流电源电压时，由VT2、VD4、VD1、Ls和VT3、VD1、VD4、Ls分别组成两个升压斩波电路。

以VT2、VD4、VD1、Ls构成的电路为例，当VT2导通时，通过VT2、VD4向Ls储能；当VT2关断时，Ls中的储能通过VD1、VD4向直流侧电容C充电，致使直流电压高于的峰值。

当时，则由VT1、VD3、VD2、Ls和VT4、VD2、VD3、Ls分别组成两个升压斩波电路，工作原理与时类似。

由于电压型PWM整流电路是升压型整流电路，其输出直流电压应从交流电压峰值向上调节，向低调节会恶化输入特性，甚至不能工作。

图1 单相PWM整流电路输入电流相对电源电压的相位是通过对整流电路交流输入电压的控制来实现调节。

图5-47给出交流输入回路基波等效电路及各种运行状态下的相量图。

图中分别为交流电源电压、电感上电压、电阻上电压及输入电流的基波相量，为的相量。

图2 PWM整流电路输入等效电路及运行状态相量图图（b）为PWM整流状态，此时控制滞后的一个角，以确保与同相位，功率因数为1，能量从交流侧送至直流侧。

图（c）为PWM逆变状态，此时控制超前的一个角，以确保与正好反相位，功率因数也为1，但能量从直流侧返回至交流侧。

从图（b）、（c）可以看出，PWM整流电路只要控制的相位，就可方便地实现能量的双向流动，这对需要有再生制动功能、欲实现四象限运行的交流调速系统是一种必须的变流电路方案。

pwm的工作原理

pwm的工作原理
PWM是脉冲宽度调制的缩写，是一种通过改变脉冲信号的占空比来实现对电压或电流的调节的技术。

其工作原理如下：
1. 首先，需要一个固定的时钟脉冲源，通常使用定时器来生成一个固定频率的时钟脉冲。

2. 然后，需要一个用于比较的参考信号，通常是一个可以连续变化的模拟信号，比如电压或电流。

3. 将参考信号与时钟脉冲进行比较。

如果参考信号低于时钟脉冲，那么输出的PWM信号为高电平；如果参考信号高于时钟脉冲，那么输出的PWM信号为低电平。

4. 改变脉冲信号的占空比来调节输出的电压或电流。

脉冲信号的占空比是指高电平所占的时间与周期的比值。

5. 当脉冲信号的占空比增加时，输出信号的电压或电流也会相应增加；当脉冲信号的占空比减小时，输出信号的电压或电流也会相应减小。

通过不断改变脉冲信号的占空比，PWM可以实现对输出信号的精确调节。

这种技术在许多电子设备中广泛应用，比如直流电机调速、LED亮度调节等。

PWM控制电路的基本构成及工作原理

图 1 系统总体框图（1）整流滤波模块：对电网输入的交流电进行整流滤波，为变换器提供波纹较小的直流电压。

（2）三相桥式逆变器模块：把直流电压变换成交流电。

其中功率级采用智能型IPM 功率模块，具有电路简单、可靠性高等特点。

（3）LC 滤波模块：滤除干扰和无用信号，使输出信号为标准正弦波。

（4）控制电路模块：检测输出电压、电流信号后，按照一定的控制算法和控制策略产生 SPWM 控制信号，去控制IPM 开关管的通断从而保持输出电压稳定，同时通过 SPI 接口完成对输入电压信号、电流信号的程控调理。

捕获单元完成对输出信号的测频。

（5）电压、电流检测模块：根据要求，需要实时检测线电压及相电流的变化，所以需要三路电压检测和三路电流检测电路。

所有的检测信号都经过电压跟随器隔离后由TMS320F28335 的 A/D 通道输入。

基于 DSP 的三相 SPWM 变频电源的设计变频电源作为电源系统的重要组成部分，其性能的优劣直接关系到整个系统的安全和可靠性指标。

现代变频电源以低功耗、高效率、电路简洁等显著优点而备受青睐。

变频电源的整个电路由交流-直流-交流-滤波等部分构成，输出电压和电流波形均为纯正的正弦波，且频率和幅度在一定范围内可调。

本文实现了基于 TMS320F28335 的变频电源数字控制系统的设计，通过有效利用 TMS320F28335 丰富的片上硬件资源，实现了 SPWM 的不规则采样，并采用 PID 算法使系统产生高品质的正弦波，具有运算速度快、精度高、灵活性好、系统扩展能力强等优点。

系统总体介绍根据结构不同，变频电源可分为直接变频电源与间接变频电源两大类。

本文所研究的变频电源采用间接变频结构即交-直-交变换过程。

首先通过单相全桥整流电路完成交-直变换，然后在 DSP 控制下把直流电源转换成三相供给后级滤波电路，形成标准的正弦波。

变频系统控制器采用SPWM 波形TI 公司推出的业界首款浮点数字信号控制器TMS320F28335，它具有 150MHz 高速处理能力，具备 32 位浮点处理单元，单指令周期 32 位累加运算，可满足应用对于更快代码开发与集成高级控制器的浮点处理器性能的要求。

PWM整流电路及其控制方法(ppt 61页)

负载相电压的PWM波由(±2/3)Ud、(±1/3)Ud 和0共5种电平组成。
◆为了防止上下两个臂直通而造成短路，在上下两
图7-8 三相桥式PWM逆变电路波形
臂通断切换时要留一小段上下臂都施加关断信号的死区时间。
12
7.2.1 计算法和调制法
图7-9 特定谐波消去法的输出PWM波形
■特定谐波消去法 ◆是计算法中一种较有代表性的方法。 ◆如果在输出电压半个周期内开关器件开通和关断各k次，考虑到PWM波
图7-8 三相桥式PWM逆变电路波形 10
7.2.1 计算法和调制法
图7-7 三相桥式PWM型逆变电路
◆电路工作过程（U相为例） ☞当urU>uc时，上桥臂V1导通，下桥臂V4 关断，则U相相对于直流电源假想中点N’的输出电压uUN’=Ud/2。 u☞UN当’=-uUrUd</2u。c时，V4导通，V1关断，则 ☞V1和V4的驱动信号始终是互补的。导☞通当，给也V可1(V能4)是加二导极通管信V号D时1(V，D可4)续能流是导V1通(V，4) 这要由阻感负载中电流的方向来决定。 ☞uUN’、uVN’和uWN’的PWM波形都只有 ±Ud/2两种电平。
频段略有差异。 ◆实例 ☞将图7-1a、b、c、d所示的脉冲作为输入，加在图7-2a所示的R-L电路上，
设其电流i(t)为电路的输出，图7-2b给出了不同窄脉冲时i(t)的响应波形。
图7-1 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲
图7-2 冲量相同的各种窄脉冲的响应波形 3
7.1 PWM控制的基本原理
■用PWM波代替正弦半波 ◆将正弦半波看成是由N个彼此相连的脉冲宽度
图7-8 三相桥式PWM逆变电路波形 11
7.2.1 计算法和调制法
图7-7 三相桥式PWM型逆变电路

PWM整流电路概述

PWM整流电路概述1引言在电力系统中，电压和电流应是完好的正弦波。

但是在实际的电力系统中，由于非线性负载的影响，实际的电网电压和电流波形总是存在不同程度的畸变，给电力输配电系统及附近的其它电气设备带来许多问题，因而就有必要采取措施限制其对电网和其它设备的影响。

随着电力电子技术的迅速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通、家庭等众多领域中的应用日益广泛，大量的非线性负载被引入电网，导致了日趋严重的谐波污染。

电网谐波污染的根本原因在于电力电子装置的开关工作方式，引起网侧电流、电压波形的严重畸变。

目前，随着功率半导体器件研制与生产水平的不断提高，各种新型电力电子变流装置不断涌现，特别是用于交流电机调速传动的变频器性能的逐步完善，为工业领域节能和改善生产工艺提供了十分广阔的应用前景。

相关资料表明，电力电子装置生产量在未来的十年中将以每年不低于10%的速度递增，同时，由这类装置所产生的高次谐波约占总谐波源的70%以上。

在我国，当前主要的谐波源主要是一些整流设备，如化工、冶金行业的整流设备和各种调速、调压设备以及电力机车。

传统的整流方式通常采用二极管整流或相控整流方式，采用二极管整流方式的整流器存在从电网吸取畸变电流，造成电网的谐波污染，而且直流侧能量无法回馈电网等缺点。

采用相控方式的整流器也存在深度相控下交流侧功率因数很低，因换流引起电网电压波形畸变等缺点。

这些整流器从电网汲取电流的非线性特征，给周围用电设备和公用电网都会带来不利影响。

为了抑制电力电子装置产生的谐波，其中的一种方法就是对整流器本身进行改进，使其尽量不产生谐波，且电流和电压同相位。

这种整流器称为高功率因数变流器或高功率因数整流器。

高功率因数变流器主要采用PWM整流技术，一般需要使用自关断器件。

对电流型整流器，可直接对各个电力半导体器件的通断进行PWM调制，使输入电流成为接近正弦且与电源电压同相的PWM波形，从而得到接近1的功率因数。

对电压型整流器，需要将整流器通过电抗器与电源相连。

单相电压型PWM整流电路原理分析与仿真

0 引言众所周知，在传统的整流电路中，晶闸管可控整流装置的功率因数会随着其触发角的增加而变坏，这不但使得电力电子类装置成为电网中的主要谐波因素，也增加了电网中无功功率的消耗。

PWM整流电路是采用脉宽调制技术和全控型器件组成的整流电路，能有效地解决传统整流电路存在的问题。

通过对PWM整流电路进行有效的控制，选择合适的工作模式和工作时序，从而调节了交流侧电流的大小和相位，使之接近正弦波并与电网电压同相或反相，不但有效地控制了电力电子装置的谐波问题，同时也使得变流装置获得良好的功率因数。

1 单相电压型桥式PWM整流电路的结构单相电压型桥式PWM整流电路最初出现在交流机车传动系统中，为间接式变频电源提供直流中间环节，电路结构如图1所示。

每个桥臂由一个全控器件和反并联的整流二极管组成。

L为交流侧附加的电抗器，起平衡电压，支撑无功功率和储存能量的作用。

图1中uN(t)是正弦波电网电压；Ud是整流器的直流侧输出电压；us(t)是交流侧输入电压，为PWM控制方式下的脉冲波，其基波与电网电压同频率，幅值和相位可控；iN(t)是PWM整流器从电网吸收的电流。

由图1所示，能量可以通过构成桥式整流的整流二极管VD1～VD4完成从交流侧向直流侧的传递，也可以经全控器件VT1～VT4从直流侧逆变为交流，反馈给电网。

所以PWM整流器的能量变换是可逆的，而能量的传递趋势是整流还是逆变，主要视VT1～VT4的脉宽调制方式而定。

因为PWM整流器从交流电网吸取跟电网电压同相位的正弦电流，其输入端的功率是电网频率脉动的两倍。

由于理想状况下输出电压恒定，所以此时的输出电流id与输入功率一样也是网频脉动的两倍，于是设置串联型谐振滤波器L2C2，让其谐振输出电流基波频率的2倍，从而短路掉交流侧的2倍频谐波。

2 单相电压型桥式整流电路的工作原理图2是单相PWM电压型整流电路的运行方式相量图，us1(t)设为交流侧电压Us(t)的基波分量，iN1(t)为电流iN(t)的基波分量，忽略电网电阻的条件下，对于基波分量，有下面的相量方程成立，即：可以看出，如果采用合适的PWM方式，使产生的调制电压与网压同频率，并且调节调制电压，以使得流出电网电流的基波分量与网压相位一致或正好相反，从而使得PWM整流器工作在如图2所示的整流或逆变的不同工况，来完成能量的双向流动。