单相PWM整流电路 仿真
整流电路Matlab仿真
整流电路仿真研究一．不控整流1.仿真电路图仿真工具：Matlab R2013a其中交流电源设计为220V，即峰值设计为220*sqrt(2);负载采用纯电阻，大小为100Ω；滤波电容为1000μF；解算方式为ODE23t Power为功率因素测量封装，其内部结构图如下：2.参数测量输入电流波形：输入电压和输出电压波形：输入功率因素在仿真时间不同时，结算出来的结果也不相同，取0.2S为0.8772。
运用powergui中的FFT分析，以仿真时间0.2S，开始时间0.1S。
二．相控整流1.仿真电路图其中触发脚分别用30º，60º；仿真时间为0.2S。
2.参数测量输入功率因素根据触发角的不同而改变，在30º时如图是0.6153，在60º时却显示为0.5796。
以下以60º为例。
输入电流波形：输入和输出电压波形：运用powergui中的FFT分析，以仿真时间0.2S，开始时间0.1S，触发脚为60º：三．PWM整流1.仿真电路图控制方波T=0.002s，占空比1：1。
采用MOSFET管控制。
此时功率因素0.9999。
2.参数测量输入电流：输入和输出电压：运用powergui中的FFT分析，开始时间0.16s：四．不控整流LC滤波1.仿真电路图f=，f取负载平率的1/10，所以L取0.253H。
功率因素如图是其中L根据0.9868>0.8772。
所以LC滤波的功率因素更大。
2.参数测量输入电流波形：输入和输出电压波形：运用powergui中的FFT分析，仿真时间0.26s,开始时间0.16s。
五．总结1.在单相整流电路中，输入功率因素PWM>不控>相控，且LC滤波比大电感滤波功率因素大。
2.在单相整流电路中，THD是相控>不控>PMW>不控LC滤波。
单相PWM整流器电压外环模糊自适应控制
单相PWM整流器电压外环模糊自适应控制【摘要】本文主要介绍了单相PWM整流器电压外环模糊自适应控制的原理和设计。
首先从背景介绍入手，阐述了该研究的意义以及前人文献的综述情况。
接着详细介绍了控制策略的设计思路，包括模糊逻辑控制器的设计和参数调试与优化的方法。
通过仿真实验结果分析，验证了该控制策略的有效性和稳定性。
总结了单相PWM整流器电压外环模糊自适应控制的优势与不足，展望了未来的研究方向和技术应用前景。
这篇文章对于进一步提高单相PWM整流器的控制精度和性能具有重要的参考价值。
【关键词】单相PWM整流器、电压外环、模糊自适应控制、控制策略、模糊逻辑控制器、仿真实验、参数调试、优化、总结、研究展望、技术应用前景展望1. 引言1.1 背景介绍在实际应用中，单相PWM整流器的性能和稳定性往往受到电压外环控制的影响。
传统的PID控制器往往难以适应系统的非线性、变化和扰动等复杂情况。
为了提高单相PWM整流器电压外环控制的性能和稳定性，研究者们提出了模糊自适应控制策略。
模糊控制具有适应力强、鲁棒性好等优点，能够有效克服传统控制策略的局限性。
本文将针对单相PWM整流器电压外环控制进行深入研究，通过模糊自适应控制策略实现对电压的精确控制，提高系统的性能和稳定性。
通过仿真实验和参数调试优化，验证本文提出的控制策略在单相PWM 整流器中的有效性和可行性。
1.2 研究意义单相PWM整流器电压外环模糊自适应控制的研究意义主要体现在以下几个方面：1. 提高电能转换效率：单相PWM整流器在电能转换中扮演着重要的角色，通过引入模糊自适应控制算法，可以有效控制电压输出，提高电能转换效率，减少能源浪费。
2. 提高系统稳定性：模糊自适应控制可以根据系统的实时状态动态调整控制策略，对系统参数的变化具有较强的适应性，提高了系统的稳定性和可靠性。
3. 降低系统成本：通过设计模糊逻辑控制器，可以减少对硬件的需求，简化系统结构，降低系统成本，提高整体竞争力。
单相pwm电流整流电路
单相pwm电流整流电路单相PWM电流整流电路是一种常见的电源电路，它可以将交流电转换为直流电，广泛应用于各种领域，如工业自动化、家庭电器等。
本文将从以下几个方面进行详细介绍。
一、单相PWM电流整流电路的基本原理单相PWM电流整流电路的基本原理是利用半桥或全桥逆变器将交流输入转换为直流输出，并通过PWM控制器对逆变器开关管进行调制，实现直流输出的稳定性和精度。
具体来说，当输入交流信号通过半桥或全桥逆变器时，逆变器内部的开关管会根据PWM控制信号打开或关闭，从而使得输出信号在时间上被分成若干个周期，每个周期内包含一个高电平和一个低电平。
通过调节PWM控制信号的占空比可以改变高低电平之间的时间比例，从而实现对输出直流信号的调节。
二、单相PWM电流整流电路的主要组成部分单相PWM电流整流电路主要由以下几个组成部分构成：1. 输入滤波器：用于对输入交流信号进行滤波和去噪处理，在保证输入稳定性和精度的同时，减少对逆变器开关管的干扰。
2. 逆变器：用于将输入交流信号转换为直流输出信号，通常采用半桥或全桥结构。
3. PWM控制器：用于控制逆变器内部开关管的开关时间和占空比，从而实现对输出直流信号的调节。
4. 输出滤波器：用于对输出直流信号进行滤波和去噪处理，在保证输出稳定性和精度的同时，减少对负载的干扰。
5. 保护电路：用于保护整个电路不受过压、过流、短路等异常情况的影响，并防止逆变器开关管损坏。
三、单相PWM电流整流电路的工作原理单相PWM电流整流电路的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 输入滤波：将输入交流信号通过输入滤波器进行滤波和去噪处理，使得输入信号稳定性和精度得到保证，并减少对逆变器开关管的干扰。
2. 逆变：经过输入滤波后，交流信号被送入半桥或全桥逆变器中进行逆变操作。
在逆变过程中，PWM控制器会根据设定的占空比控制开关管的开关时间，从而实现对输出直流信号的调节。
3. 输出滤波：逆变后的直流信号经过输出滤波器进行滤波和去噪处理，使得输出信号稳定性和精度得到保证，并减少对负载的干扰。
5.3电压型单相单管PWM整流电路解析
u DT (U u )D T
D 1 D0 1
U Nm sin t U0
(5-54)
图5-8 Boost PFC 波形图
2.Boost
APFC整流电路的原理
根据电路无内耗且工作于CCM状态，LN端压在 一个TC周期内为零,由式(5-50) 应有: (5-52) d c 0 d 0 c 在uN过零区，ud也很低,iL上升缓慢,故波形产生较大畸变,DTC很接近于TC,即 几乎整个载波周期内,电源均沿LN短路.由式(5-52)可得: U (5-53) D0 Nm sin t U0
u U Nm sin t , u0 U0
in I Nm sin t u N iN U 0i0
网侧电流 由 输出电流
u N iN U Nm I Nm i0 sin 2 t U0 U0 I 0 (1 cos 2 t ) U Nm I Nm I0 U0
(5-45)
2．Boost APFC整流电路的原理
含 Boost APFC 的整流电路如 图 5-7 所示，在单相不控整 流电路和负载电阻 Ro 之间 插入Boost电路(点划线框D) 假定载波频率足够高，保证电 感电流连续(电路工作于 CCM模式)；输出电容Co足 够大，使uo≡Uo。网压uN为 uN=UNmSin ωt 不控整流桥输出电压ud为
图5-7
2．Boost APFC整流电路的原理
当VF和VD0在栅压ug0的驱动下轮番通断时有
(5-50)
(5-51)
式(5—51)表明：
①、在VF导通时区：diL/dt>0, iL上升； ②在VDo导通时区，由于Uo>UNm， diL/dt>0 ，iL下降。 ③、在整个电网周期内，电流iL的变率为时变值，在uN过零左近域内， iL的上升 率最低，而下降率最高；相反在uN幅值区，iL的上升率最高而下降率最低。这 些均可由图5—8c和e的波形看出。
PWM整流器的仿真与分析毕业论文
本科毕业设计论文题目 PWM整流器仿真与分析毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
单相桥式整流逆变电路的设计及仿真..
辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文）题目：单相桥式整流/逆变电路的设计及仿真院（系）：电气工程学院专业班级：自动化111班学号： *********学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：2013.12.30-2014.1.10课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：自动化 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算学 号 1103020 学生姓名 专业班级课程设计（论文）题目单相桥式整流/逆变电路的设计及仿真课程设计（论文）任务 课题完成的功能、设计任务及要求、技术参数 实现功能整流电路是将交流电能变成直流电供给直流用电设备，在生产实际中，用于电阻加热炉、电解、电镀中，这类负载属于电阻类负载。
逆变电路是把直流电变成交流电。
逆变电路应用广泛，在各种直流电源中广泛使用。
设计任务及要求 1、确定系统设计方案，各器件的选型 2、设计主电路、控制电路、保护电路； 3、各参数的计算；4、建立仿真模型，验证设计结果。
5、撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。
技术参数整流电路：单相电网220V ，输出电压0~100V ，电阻性负载，，R=20欧姆 逆变电路：单相全桥无源逆变，输出功率200W ，输出电压100Hz 方波 进度计划1、 布置任务，查阅资料，确定系统方案（1天）2、 系统功能分析及系统方案确定（2天）3、 主电路、控制电路等设计（1天）4、 各参数计算（1天）5、 仿真分析与研究（3天）6、 撰写、打印设计说明书（1天）答辩（1天）指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩：总成绩： 指导教师签字： 年 月 日摘要整流电路是把交流电转换为直流电的电路。
大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。
逆变电路是把直流电变成交流电的电路，与整流电路相对应。
无源逆变电路则是将交流侧直接和负载连接的电路。
此次设计的单相桥式整流电路是利用二极管来连接成“桥”式结构，达到电能的充分利用，是使用最多的一种整流电路。
单相半波可控整流电路仿真实现
单相半波可控整流电路仿真实现
姓名：杜欢欢学号：2011301030101 班级：电技111 一、单相半波可控整流电路基本工作原理
（1）在电源电压正半波（0~π区间），晶闸管承受正向电压，脉冲uG在ωt=α处触发晶闸管，晶闸管开始导通，形成负载电流id,负载上有输出电压和电流。
（2）在ωt=π时刻，u2=0，电源电压自然过零，晶闸管电流小于维持电流而关断，负载电流为零。
（3）在电源电压负半波（π~2π区间），晶闸管承受反向电压而处于关断状态，负载上没有输出电压，负载电流为零。
（4）直到电源电压u2的下一周期的正半波，脉冲uG在ωt=2π+α处又触发晶闸管，晶闸管再次被触发导通，输出电压和电流又加在负载上，如此不断重复。
单相半波电阻性负载可控整流电路原理图如图1所示：
图1 单相半波电阻性负载可控整流电路
经理论分析得，单相半波电阻性负载可控整流电路理论分析波形如图2所示：
图2 单相半波电阻性负载可控整流电路理论波形
二、单相半波可控电路仿真实现及结果分析
于MATLAB的 Simulink 仿真模块的单相半波电阻性负载可控整流电路仿真模型如图 3所示：
图3 单相半波电阻性负载可控整流电路仿真模型
仿真模型中使用的模块提取路径见表1：
表1
仿真波形:采用以上参数,品闸管的控制角= 30，单相半波电阻性负载可控整流电路仿真波形如图4所示：
图4 仿真波形
三、软件的界面
其界面上的功能解释如下：
1.菜单
2. 工具栏
3. 命令窗口
4. 当前路径浏览器
5. 工作空间浏览器
6. 命令历史浏览器。
单相PWM整流电路设计(电力电子课程设计)
- -- 重庆大学电气工程学院电力电子技术课程设计设计题目：单相桥式可控整流电路设计年级专业：****级电气工程与自动化学生姓名：*****学号：****成绩评定：完成日期：2013年6月23 日课程设计指导教师评定成绩表指导教师签名：年月日重庆大学本科学生电力电子课程设计任务书单相桥式可控整流电路设计摘要：本文主要研究单相桥式PWM整流电路的原理，并运用IGBT去实现电路的设计。
概括地讲述了单相电压型PWM整流电路的工作原理，用双极性调制方式去控制IGBT的通断。
在元器件选型上，较为详细地介绍了IGBT的选型，分析了交流侧电感和直流侧电容的作用，以及它们的选型。
最后根据实际充电机的需求，选择元器件具体的参数，并用simulink进行仿真，以验证所设计的单相电压型PWM整流器的性能。
实现了单相电压型PWM整流器的高功率因数，低纹波输出等功能。
关键词：PWM整流simulink 双极性调制IGBT目录1.引言 ............................................................................... - 5 -1.1 PWM整流器产生的背景................................................ - 5 -1.2 PWM整流器的发展状况................................................ - 5 -1.3 本文所研究的主要内容 .................................................. - 6 -2.单相电压型PWM整流电路的工作原理 ....................................... - 7 -2.1电路工作状态分析 ........................................................ - 8 -2.2 PWM控制信号分析 ....................................................... - 9 -2.3 交流测电压电流的矢量关系............................................ - 9 -3.单相电压型PWM整流电路的设计............................................ - 11 -3.1 主电路系统设计 ......................................................... - 11 -3.2 IGBT和二极管的选型设计 .............................................. - 11 -3.3 交流侧电感的选型设计 ................................................. - 11 -3.4 直流侧电容的选型设计 ................................................. - 12 -3.5 直流侧LC滤波电路的设计............................................. - 13 -4.单相PWM整流电路的仿真及分析............................................ - 14 -4.1 整流电路的simulink仿真............................................. - 14 -4.2 对simulink仿真结果的分析 .......................................... - 17 - 5．工作展望 ....................................................................... - 17 - 参考文献 ........................................................................... - 18 -1.引言1.1 PWM整流器产生的背景电力电子技术是现代电工技术中最活跃的领域，并且在电力系统中得到日益广泛的应用，它是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。
单相全桥pwm整流电路等效电路
单相全桥pwm整流电路等效电路1. 什么是单相全桥PWM整流电路？嘿，朋友们！今天我们来聊聊单相全桥PWM整流电路。
这名字听起来像是从科幻电影里跳出来的，其实它就是把交流电变成直流电的一种方式，简单说就是把“摇摇晃晃”的电流变成“稳稳当当”的电流。
说到这里，有没有感觉到有点像把一杯摇晃的水倒入一个稳稳的杯子里？这个过程可不仅仅是把水换个地方那么简单哦！在这个过程中，PWM（脉宽调制）技术就像是一个魔法师，帮我们调整电流的“强度”和“频率”，让电流变得更加平稳。
2. 工作原理2.1 全桥结构首先，我们得了解全桥的构造。
这就像是搭积木一样，全桥由四个开关（通常是晶体管）组成。
想象一下，这四个开关就像是四个朋友，彼此配合得天衣无缝，来控制电流的流向。
你可能会问，这四个开关是怎么工作的呢？其实，他们的工作原理就像是在跳舞，有时这两个开关打开，有时那两个开关打开，最终把交流电的正负半周都用上了。
2.2 PWM调制接下来就是PWM调制的部分了。
这一步就像是在调音台上调节音量。
通过改变开关打开和关闭的时间比例，我们可以精确控制输出电压。
这种方法就像是用遥控器调整电视音量，有时音量大，有时音量小，真是好玩又神奇！这样做的好处是可以让输出电流更加稳定，减少波动，就像把一条河流修整成了缓缓流淌的小溪。
3. 优势与应用3.1 优势哎呀，说到优势，这个整流电路简直是如虎添翼。
首先，它的效率高得让人惊叹！在许多应用场合，比如电源转换器、UPS（不间断电源）等，单相全桥PWM整流电路能够以极高的效率把电能转化过来，让电流流得更顺畅。
再者，电路的设计相对简单，故障率低，维修起来也很方便。
想象一下，你的电器故障了，修起来就像换个灯泡那么简单，多舒服呀！3.2 应用那么，这种电路到底用在哪些地方呢？举个简单的例子，像是电动汽车的充电桩，单相全桥PWM整流电路就是它们的重要组成部分。
它帮助把市电转换成电动汽车所需的直流电，让电动汽车能够顺利地充电。
单相交直交变频电路的仿真
实验四单相交直交变频电路的仿真一、实验目的（1）了解电压型单相整流逆变电路的工作原理。
（2）了解仿真模型使用的模块及其参数的设置原理。
二、实验原理1.单相整流—逆变电路的仿真模型单相整流—逆变电路的仿真模型如图4-1所示，由图可知，单相50Hz交流电源经单相不控整流环节，进行LC滤波后即为中间直流环节。
再进入PWM逆变，又一次LC滤波后，连接到需要不同于50Hz的交流电单相负载。
万用表检测不控整流桥与逆变桥的电力电子元件的电压与电流，示波器还检测输出负载电压波形。
图4.12仿真模型使用模块提取的路径及其单数设置离散PWM发生器模块Discrete PWM Generator提取路径是：Simulink\SimPowerSystems\Power Electronics\Discrete Control Blocks\Discrete PWM Generator信号终结模块Terminator提取路径是:Simulink\Commonly Used Blocks\Terminator交流电源模块:“Phase”初相角0°,“Frequency”频率50Hz,“Sample time”采样时间0(默认值0表示该交流电源为连续源),“Peak amplitude”当变频输出频率为100Hz时置为600V×2,当变频输出频率为50Hz时置为50V×2。
滤波电感L1：选Series RLC Branch模块，将参数“Inductance(H)”置为80e-3。
滤波电感L2；选Series RLC Branch 模块，将参数“Inductance(H)”置为30e-3。
滤波电容C1：选Series RLC Branch模块，将参数“Capacitance(F)”置为1800e-6。
滤波电容C2：选Series RLC Branch 278模块，将参数“Capacitance(F)”置为320e-6。
单相桥式全控整流及有源逆变电路的MATLAB仿真
学号02天津城建大学控制系统仿真大作业单相整流—逆变电路仿真模型学生姓名王飞虎班级13电气12班成绩控制与机械工程学院2014年 6 月 20 日目录一、仿真电路原理图： ............................................. 错误!未定义书签。
二、单相桥式不可控整流原理： ..................................... 错误!未定义书签。
三.电路搭建 ...................................................... 错误!未定义书签。
四.元件提取 ...................................................... 错误!未定义书签。
五.参数设置 ...................................................... 错误!未定义书签。
六.结果分析 ...................................................... 错误!未定义书签。
七.结论： ........................................................ 错误!未定义书签。
参考文献： ....................................................... 错误!未定义书签。
绪论：整流(AC/DC)就是整流，是指将交流电变换为直流电称为AC/DC变换，这正变换的功率流向是由电源传向负载，称之为整流。
逆变(DC/AC)，按负载性质的不同，逆变分为有源逆变和无源逆变。
如果把逆变电路的交流侧接到交流电源上，将直流电能经过直—交变换，逆变成与交流电源同频率的交流电返回到电网上去，叫有源逆变，其相应的装置是有源逆变器。
而将直流电能经过变换逆变成交流电能直接消耗在非电源性负载上者，叫无源逆变，其相应的装置是变频器。
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。
单相PWM整流电路控制方法及仿真分析
Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ ∞ 如 ∞ 如 加
现逆变运行 。 稳态时， 砌和‰ ， 仍然相等，Ｉ Ｐ 调节器输
入恢复到零 ， 为负值 ， 并与逆变电流的大小对应。
模块 中可设 定 载 波 频率 ， 例 设定 载 波 频率 为 本
４０Ｈ ， ０ ０ ｚ经示波器观察 ， 截波周期 Ｔ一０ ００２ｓ ． ０ ５ 由
２ 单相 Ｐ ＷＭ 整流器工作原理
从 图可 以看出： ＷＭ 整流器模 型电路 由交 流 Ｐ 回路、 四支 Ｉ Ｂ Ｇ Ｔ和四个续流二极管组成的功率开
电流 的控制 ， 就可控制直 流侧 电压、 电流 。 以下从 Ｐ ＷＭ 整流电路交流侧人手 ， 分析 Ｐ ＷＭ整流电路的 运行状态和控制原理 。
对 器件 进 行 控 制 ， 可使 实 际交 流输 入 电 流 跟 踪 指 令值。
运行 。 若假设交流侧 电流相量 不变 ， ｓ 因此
一
也 固定 不变 ， 在此 情况 下 ，ＷＭ 整 流 电路 交 流 Ｐ 侧 电压相 量 Ｄ 端 点 运 动 轨 迹 构 成 了一 个 以 为 仙 ＿ 半径 的圆 。 当交 流侧 电压 相量 端点 位于 圆轨迹 Ａ 点 时 ， 交
析得 ： 当以交流电网侧电压相量为参考时， 通过控制
交 流侧 电压相 量 即可实 现 Ｐ ＷＭ 整 流 电路 的 四象 限
参考电压 ｚ 和实际直流电压 经 比较器后 ， ‰， 送人 Ｐ 调节器， Ｉ Ｉ Ｐ 调节器输 出为一直流 电流信号 ｉ， 乘 以和输人交流电压同相位的正弦信号 ， ａｉ 得到 交流电流的正弦指令信号 ｉ 。 ｉ 与电源电压 同相位 ， 其幅值和反映负载电流大小 的直流信号 ｉ成正 比， 这是 Ｐ ＷＭ 整流器运行 时所需的交流 电流指令信 号。 指令信号和实际交流电流信号 比较后 ， 通过滞环
5.3电压型单相单管PWM整流电路
式(5-63)表明，i1m以网频按正弦规律随时间变化，当wt= / 2 时，i1m有最大值Im， 由式(5-64)可见，按上设Im为恒值，图5-11画出0~T/2时区中ud、i1和 i 的波形， 1 其中 i1 是i1在一个载波周期中的平均值且有
i1 D 2TCU Nm D i1m sin wt 2 2 L1 I m sin wt (5 65) (5 66)
目前应用较多的电压型单相单管PWM整流电路 有：
1)两级结构：第一级是PFC级，通常采用Boost电路，其任务是实现网侧
电流正弦化，此外对输出电压进行粗调；第二级是直流变换电路 (直接 式或间接式)，其任务是对输出电压进行细调，该方案的优点是高性能 (
5.3电压型单相单管PWM整流电路
含高λ、高调压精度和高反应速度)，结构相对简单，技术成熟；缺点
u DT (U u )D T
D 1 D0 1
U Nm sin t U0
(5-54)
式(5-53)表明,Boost APFC条件下,D0为时变值,且必须按正弦绝对值变化,为此控制电路采 用SPWM方式并取得信号ug为: (5-55) u U sin t
g gm
图5-8a是调制比m=Ugm／Ucm=0.65时的波形. 图中ug0为开关管VF的栅压，由图可见，在整 个输出周期内Do(VDo的占空比)按正弦绝对值随时间分布；而对某一时间，Do值则随m而变， 例如m增加，Do增加，即D降低。
图5-7
2．Boost APFC整流电路的原理
当VF和VD0在栅压ug0的驱动下轮番通断时有
(5-50)
(5-51)
式(5—51)表明：
①、在VF导通时区：diL/dt>0, iL上升； ②在VDo导通时区，由于Uo>UNm， diL/dt>0 ，iL下降。 ③、在整个电网周期内，电流iL的变率为时变值，在uN过零左近域内， iL的上升 率最低，而下降率最高；相反在uN幅值区，iL的上升率最高而下降率最低。这 些均可由图5—8c和e的波形看出。
单相电压型双闭环pwm整流电路控制stm32
单相电压型双闭环pwm整流电路控制stm32【实用版】目录1.单相电压型双闭环 PWM 整流电路概述2.STM32 在双闭环 PWM 整流电路中的应用3.双闭环 PWM 整流电路的控制原理4.STM32 实现双闭环 PWM 整流电路的控制方法5.双闭环 PWM 整流电路的优点与应用场景正文一、单相电压型双闭环 PWM 整流电路概述单相电压型双闭环 PWM 整流电路是一种基于 PWM（脉宽调制）技术的电力电子装置，主要由电压环和电流环两个闭环控制部分组成。
该电路通过调整 PWM 信号的脉宽，实现对交流电压的有效控制，从而达到恒定输出电压的目的。
在双闭环控制策略下，该电路具有较强的稳定性和良好的动态响应性能。
二、STM32 在双闭环 PWM 整流电路中的应用STM32 是一种高性能、低功耗的微控制器，广泛应用于各种嵌入式系统中。
在双闭环 PWM 整流电路中，STM32 可以作为控制核心，实现对电路的精确控制。
借助其强大的计算能力和丰富的外设接口，STM32 能够轻松应对双闭环 PWM 整流电路的实时控制需求。
三、双闭环 PWM 整流电路的控制原理1.电压环控制：电压环主要负责控制输出电压的恒定。
通过采集输入电压和输出电压的误差信号，计算出所需的 PWM 脉宽，进而调整开关器件的占空比，实现对输出电压的控制。
2.电流环控制：电流环主要负责控制整流器的电流。
根据输出电压和电流的误差信号，通过内模解耦控制策略，计算出所需的电流控制信号，从而实现对整流器电流的控制。
四、STM32 实现双闭环 PWM 整流电路的控制方法基于 STM32 的双闭环 PWM 整流电路控制方法主要包括以下几个步骤：1.初始化 STM32 的硬件资源，包括定时器、PWM 输出等功能模块。
2.配置电压环和电流环的控制参数，如比例增益、积分时间常数等。
3.通过 ADC（模数转换器）等传感器采集输入电压、输出电压和电流等信号，计算出误差信号。
单相电压型PWM整流器研究
单相电压型PWM整流器研究曹栖源;陈汝兵【摘要】现代轨道交通电气化中需要高效、高功率、稳定和可靠的整流电源,而整流电源会产生大量谐波导致网侧低功率因数运行和网侧电流波形畸变.分析单相电压型PWM整流器的拓扑电路结构及数学模型,采用一种基于幅相控制(phase and amplitude control-PAC)策略的间接控制方法,该方法是对桥侧交流电压基波分量的幅值和相位进行控制,从而实现对网侧电流的间接控制.仿真验证了该控制策略网侧功率因数达到0.99以上,网侧电流THD低于5％,同时满足能量双向流动和输出电压可调的要求.%Modern rail electrification need stable and reliable rectification power supply with high efficiency and high powder,and a lot of harmonic caused by the rectification power supply will result in grid-side low power factor operation and grid-side current waveform distortion.Based on this,the circuit topology structure and mathematical model of the single-phase voltage PWM rectifier were analyzed by using an indirect control method based on the phase and amplitude control-PAC strategy in this paper.The method was to control the amplitude and phase of the fundamental component of the bridge side alternating voltage,and thus the grid-side current was indirect controlled.The simulation verified the grid-side power factor of the control strategy was over 0.99,and the gridside current THD is less than 5％,which can meet the requirements of dual energy flow and adjustable output voltage.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2018(048)003【总页数】4页(P380-383)【关键词】PWM整流;功率因数;PAC控制【作者】曹栖源;陈汝兵【作者单位】成都七中林荫校区,四川成都610041;西华大学电气与电子信息学院,四川成都610039【正文语种】中文【中图分类】TG434.10 前言近年来，随着我国高铁的快速发展，机车从电网中吸收电能，也就是大量的非线性负载接入电网中，将造成大量无功功率和谐波注入电网中，对电网电能质量造成严重污染，降低电网的稳定性和可靠性。
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。
单相电压型双闭环pwm整流电路控制stm32
单相电压型双闭环pwm整流电路控制stm32
单相电压型双闭环PWM整流电路控制可以实现对交流电源的
整流和调节输出电压的功能。
在STM32微控制器上实现该控制，可以通过对PWM波形的控制来实现整流电路的开关控制。
首先，需要配置STM32的定时器和PWM输出通道。
可选择
合适的定时器和输出通道，配置对应的GPIO引脚作为PWM
输出。
然后，需要编写控制算法来实现电压型双闭环控制。
这种控制方式一般包括两个闭环，一个外环用于调节输出电压，一个内环用于控制整流开关的开关周期。
首先，内环控制器根据输出电压的反馈信号，计算出开关周期的控制量，并根据该控制量控制PWM输出的波形。
然后，外环控制器根据期望输出电压和实际输出电压之间的误差，计算出PWM输出的占空比的控制量，并根据该控制量调
整PWM输出的占空比，进而实现输出电压的调节。
在编写控制算法时，可以使用PID控制器等常见的控制算法。
根据实际需求，可以调整控制算法的参数，以达到更好的控制效果。
最后，通过ADC模块实现对输出电压的采样，通过中断或定
时器触发更新控制算法的参数和控制量，从而实现闭环控制。
需要注意的是，具体的控制算法的实现会受到实际硬件电路的影响，因此需要根据具体的电路设计和参数进行相应的调整和优化。
另外，还需要考虑到过流、过压等保护机制的实现，以确保整流电路的安全运行。
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一、课程名称
PWM整流电路的仿真
二、课程设计的内容，指标内容及要求，应完成的任务
本课程设计是要设计一个PWM整流电路，而我们选择设计单相全桥PWM整流电路，对于全桥电路来说，直流侧电容只要一个就可以了，交流侧电感和电阻是电路正常工作所必须的。
我们设计的单相全桥PWM整流电路的具体设计内容如下：1、整流电路为单相全桥电路；2、整流变压器额定参数的计算；3、晶闸管（全控型器件）电压、电流额定的选择；4、电抗器电感值的计算；5、保护电路（缓冲电路）的设计；6、触发电路（驱动电路）的设计；7、画出完整的主电路原理图和控制电路原理图；8、用MATLAB进行仿真，观察结果。
本课程设计的指标内容要求是要使设计出的PWM整流电路工作在整流状态，即交流侧电流Is与电压Us相位相同且超前于线电压Uab,从而能够达到整流目的。
应完成的任务是调节PWM控制电路和主电路里的各元件参数，从而使交流侧电流Is与电压Us相位相同且超前于线电压Uab，使电路工作在整流状态。
三、设计方案选择及论证
设计方案的选择：我们选择的主电路是单相全桥电路其中全控型器件为电力MOSFET，控制电路为单极性PWM控制，控制方法为间接电流控制。
设计方案的论证：同SPWM逆变电路控制输出电压相类似，可在PWM整流电路的交流输入端AB之间产生一个正弦波调制PWM波
Uab，Uab中除了含有与电源同频率的基波分量外，还含有与开关频率有关的高次谐波。
由于电感Ls的滤波作用，这些高次谐波电压只会使交流电流is产生很小的脉动。
如果忽略这种脉动，Is为频率与电源频率相同的正弦波。
在交流电源电压Us一定时，Is的幅值和相位由Uab中基波分量的幅值及其与us的相位差决定。
改变Uab中基波分量的幅值和相位，就可以使Is与Us同相位。
四、总体电路的功能框图及其说明
控制电路产生PWM控制信号，控制电路产生的控制信号传到驱动电路，驱动电路把控制信号转换为加在MOSFET控制端和公共端之间，可以使其开通或关断的信号。
通过控制MOSFET的开通和关断来控制主电路，即单相全桥电路工作。
保护电路是用来保护电路的，防止电路产生过电流、过电压和欠电压等现象损害电路设备。
五、单相全桥PWM整流电路
1、主电路原理图：
工作原理：同SPWM 逆变电路控制输出电压相类似，可在PWM 整流电路的交流输入端AB 之间产生一个正弦波调制PWM 波Uab ，Uab 中除了含有与电源同频率的基波分量外，还含有与开关频率有关的高次谐波。
由于电感Ls 的滤波作用，这些高次谐波电压只会使交流电流Is 产生很小的脉动。
如果忽略这种脉动，Is 为频率与电源频率相同的正弦波。
在交流电源电压Us 一定时，Is 的幅值和相位由Uab 中基波分量的幅值及其与us 的相位差决定。
改变Uab 中基波分量的幅值和相位，就可以使Is 与Us 同相位。
2、控制电路 PI +-负载三角波sin(ωt +2k π/3)
(k =0,1,2)cos(ωt +2k π/3)
(k =0,1,2)u d u d +
-+--+i d u R u L X L
R u A,B,C u d R L u a ,u b u c
控制原理：单极性PWM控制方式（单相桥逆变）在ur和uc的交点时刻控制MOSFET的通断,ur正半周，V1保持通，V2保持断,当ur>uc 时使V4通，V3断，uo=Ud,当ur<uc时使V4断，V3通，uo=0,ur负半周，V1保持断，V2保持通,当ur<uc时使V3通，V4断，uo=-Ud,当ur>uc 时使V3断，V4通，uo=0,虚线uof表示uo的基波分量。
3、驱动电路
说明：驱动电路，是电力电子主电路与控制电路之间的接口，良好的驱动电路使电力电子器件工作在较理想的开关状态，缩短开关时间，减小开关损耗，对装置的运行效率、可靠性和安全性都有重要的意义，一些保护措施也往往设在驱动电路中，或通过驱动电路实现，专为驱动电力MOSFET而设计的混合集成电路有三菱公司的M57918L，其输入信号电流幅值为16mA，输出最大脉冲电流为+2A和-3A，输出驱动电压+15V和-10V。
如图所示驱动电路的工作原理当无输入信号时高速放大器A输出负电平，V3导通输出负驱动电压，当有输入信号时A 输出正电平，V2导通输出正驱动电压。
4、保护电路
说明：1）防止栅极di／dt过高：由于采用驱动芯片，其输出阻抗较低，直接驱动功率管会引起驱动的功率管快速的开通和关断，有可能造成功率管漏源极间的电压震荡，或者有可能造成功率管遭受过高的di／dt而引起误导通。
为避免上述现象的发生，通常在MOS驱动器的输出与MOS管的栅极之间串联一个电阻，电阻的大小一般选取几十欧姆。
2)防止栅源极间过电压由于栅极与源极的阻抗很高，漏极与源极间的电压突变会通过极间电容耦合到栅极而产生相当高的栅源尖峰电压，此电压会使很薄的栅源氧化层击穿，同时栅极很容易积累电荷也会使栅源氧化层击穿，所以要在MOS管栅极并联稳压管以限制栅极电压在稳压管稳压值以下，保护MOS管不被击穿，MOS管栅极并联电阻是为了释放栅极电荷，不让电荷积累。
3)防护漏源极之间过电压虽然漏源击穿电压VDS一般都很大，但如果漏源极不加保护电路，同样有可能因为器件开关瞬间电流的突变而产生漏极尖峰电压，进而损坏MOS管，功率管开关速度越快，产生的过电压也就越高。
为了防止器件损坏，通常采用齐纳二极管钳位和RC缓冲电路等保护措施。
当电流过大或者发生短路时，功率MOSFET漏极与源极之间的电流会迅速增加并超过额定值，必须在过流极限值所规定的时间内关断功率MOSFET，否则器件将被烧坏，因此在主回路增加电流采样保护电路，当电流到达一定值，通过保护电路关闭驱动电路来保护MOSFET管。
当电流过大或者发生短路时，功率MOSFET 漏极与源极之间的电流会迅速增加并超过额定值，必须在过流极限值所规定的时间内关断功率MOSFET，否则器件将被烧坏，因此在主回路增加电流采样保护电路，当电流到达一定值，通过保护电路关闭驱动电路来保护MOSFET管。
下图是MOSFET管的保护电路
六、仿真电路及波形
1、总体电路
2、输出波形
七、元器件型号参数
器件名称规格与型号数量绝缘栅双极型晶体管200V/10A 4个电阻0.5 2个
电感0.01H 2个PWM控制器SG3525 1片
交流电压源50V/50H 1个
直流电压源100V 1个
二极管0.7V 4个
八、收获、体会及改进想法
收获、体会：一周下来，各种各样的找资料，了解了很多电力电子相关知识，对这门课有更多的了解。
在电路的搭建过程中的问题，和调试过程中的问题，通过查阅许多相关资料并请教老师后终于将问题解决，完成了电路的调试。
在探讨问题的的过程中，感觉获益匪浅，对学习也有了更多的理解。
改进：组长有兴趣完成三相PWM整流电路的想法。
九、参考文献
[1] 《电力电子技术.机械工业出版社》. 王兆安.第五版
[2] 《计算机仿真技术与CAD-基于MATLAB的控制系统》.电子工业出版社. 李国勇.第二版
[3] 《现代电力电子技术及其应用》.东南大学出版社，王维平.
[4] 《电力电子技术计算机仿真实验》.北京：电子工业出版社.李传琦.
[5] 《电力电子技术与MATLAB仿真》.北京：中国电力出版社.周渊深.。