PWM整流技术课件

第四章

PWM整流电路★自20世纪20

旋转变流机组

PWMAC-DC电网DC-ACDC-DC

静止离子整流器静止半导体整流器

工频整流器

本章内容：绪论：§4-1电压型单相单管PWM整流电路§4-2电压型单相桥式PWM整流电路§4-3倍压与倍流整流电路§4-4同步整流电路§4-5基于有源平衡电抗器的多脉波整流技术常规整流电路存在的问题:设：在电流连续，忽略换相重叠条件下：电流谐波降低了网侧谐波因数相位控制降低了网侧相位因数

1①网侧功率因数低绪论：可控整流：L=0L=150uHiA三相不可控整流②谐波电流对电网的污染③换相重叠引起的波形畸变

相控整流的其它缺点：★负载侧电压、电流无纹波；★输出电压调节速度快；★双向能量变换。★网侧电压、电流无畸变，且同相（PPFC/APFC)；PFC---PowerFactorCorreetion

整流电路的理想状态

2常规整流电路存在的问题:1④失控时间限制了调节速度

输入侧滤波器

改善整流器结构无源型有源型

混合型

PWM整流技术多脉波整流技术适用于各种类型负载容量问题开关损耗问题功率大，可靠性高抑制整流电路谐波的方法：（被动）（主动）负载适应性问题3则设电压型单相整流电路理想模型？§4-1电压型单相单管整流电路

APFC-SPWM-BoostConverter设:CCM、C足够大BoostConverter

工作原理

1直耦型APFC-SPWM-BoostConverter

工作原理

SPWM1？APFC-SPWM-BoostConverter

参数选择要求输入电流纹波系数据SPWM分析，当调制比时，设网侧PF=1，且变换无损要求输出电压纹波系数3近似为fS的正弦波APFC-SPWM-BoostConverter

变换控制(DCM、BCM、CCM)★跟踪输入电流--CCM，正弦＋同相＝PFC★输出电压调节：Uc×uM→k→D→Uo★专用控制芯片：Unitrade公司UC3854

P304~3064平均电流控制法

电流滞环控制法电流峰值控制法

PFTHDiAPFC-SPWM-BoostConverter

实际效果5Boost电感电流效率：>95%减少输入电流纹波减小电感尺寸减少损耗交错并联平均电流控制

APFC-SPWM-FlybackConverter基波:谐波:电流应力大

功率较小

隔离

单相交流接触网

间接式变频

交流电力机车§4-2电压型单相桥式PWM整流电路ACDCAPFC＋稳压＋再生制动电流双象限

其它领域

§4-2电压型单相桥式PWM整流电路设：二次谐波串联谐振滤波器

电路结构

1高次谐波滤波器

倍频单极性SPWM

电量波形

3？

输出电流

4

P

基波:交流等效电阻

输出电压

5负载R变化：电源电源Ui变化：

控制策略

6间接控制：电流直接控制：

调压

稳压

幅相控制电流直接控制：电流瞬时值内环给定ui前馈ii同相控制系统快速动态响应1、倍压整流电路的工作原理如果希望输出电压极性不同，可将所有的二极管反向。★电路1

优点：是每个电容、二极管上的电压不会超过2Um，所以可以选用耐压较低的电容。缺点：电容是串联放电，纹波大。

★电路2

优点：纹波小。缺点：电容的耐压高，随着N的增大，电容的电压应力随之增加。图中最后一个电容的电压达到了6Um。

★电路3－－电路1的改进(并联)

优点：是纹波比电路1小很多，正负半周均充电，电容电压应力不超过2Um。缺点：电路复杂。

2、倍压整流电路的结构三种6倍压整流电路

双倍压整流：

电压跌落：

电压纹波：

电压跌落：

电压纹波：

单倍压整流：

★减小电压跌落的途径增加电容容量

降低倍数，加大Um

提高电源频率

3、高阶倍压整流的主要问题负载能力很差。适用于高压＋小电流＋低电压纹波要求的电路。4、倍流整流电路的工作原理★低压＋大电流＋隔离电容大，Uo恒定

+USM

-USM

0uS=4、倍流整流电路的工作原理★低压＋大电流＋隔离电容大，Uo恒定

+USM

-USM

0uS=4、倍流整流电路的工作原理★低压＋大电流＋隔离iL≈2ii

倍流电容大，Uo恒定

+USM

-USM

0uS=SynchronousRectification§4-4同步整流电路同步整流电路输入电压驱动电路对称型电路

非对称型电路

自激式电路

他激式电路

RON=mΩ正栅压反向输出特性PMOSFET=

低压降＋超快速整流管

同步倍流整流电路的工作原理

对称型同步整流电路

1

对称型同步整流电路

1

对称型同步整流电路

1零栅压区问题

对称型同步整流电路

1★取反改进的栅压自激式驱动他激式驱动自激式同步倍流整流电路他激式同步倍流整流电路全波零式同步整流电路

对称型同步整流电路

1非对称型正激式同步整流电路

2增加输出电压脉波数降低输出电压纹波增加输入电流阶梯数抑制输入电流谐波两种常用12脉波整流电路局限性：谐波抑制性能有限，增加脉波数，系统复杂§4-5基于有源平衡电抗器的多脉波整流技术

多脉波整流电路的功能：

1--在直流侧抑制交流电流谐波技术基于无源抽头变换器技术的多脉波整流

基于直流侧有源调制的多脉波整流

多脉波整流技术的国内外研究现状

2输出脉波=原电路脉波×抽头数