PWM整流电路的原理分析

pwm整流电路原理
PWM整流电路是一种常见的电子电路，用于将脉宽调制（PWM）信号转换为直流信号。

它可以有效地将高频脉冲信
号转换为平滑的直流电压输出。

整流电路的核心部分是二极管桥。

二极管桥由四个二极管组成，通常是正向导通的。

当PWM输入信号的脉冲高电平时，二极
管桥的两个对角线上的二极管导通，从而将信号的正半周期传导到输出端。

当PWM输入信号的脉冲低电平时，二极管桥的
另外两个对角线上的二极管导通，从而将信号的负半周期传导到输出端。

在整流电路中，输出端通常连接一个滤波电路，以减小输出端的纹波电压。

滤波电路由电容和电感组成，可以将输出端的脉冲信号滤除，从而获得较为平滑的直流电压输出。

整流电路还可以通过PWM信号的调制比例来控制输出端的电
压大小。

调整PWM信号的高电平时间与低电平时间的比例可
以改变整流电路的输出电压。

通过调节PWM信号的占空比，
整流电路可以实现电压的控制功能。

综上所述，PWM整流电路通过二极管桥和滤波电路将脉宽调
制信号转换为直流信号。

它广泛应用于电子设备中，如电源供应器、直流电动机控制等领域。

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。

pwm整流原理PWM（脉宽调制）整流原理脉宽调制（PWM）是一种常用的电子控制技术，它通过改变电信号的脉冲宽度来实现电能的调节和控制。

PWM整流技术在电力电子领域有着广泛的应用，特别是在直流电源、变频器、逆变器等电力电子设备中。

PWM整流原理是将交流电信号转换为直流电信号的一种方法。

其基本原理是利用开关管（如晶闸管或功率MOS管）控制电流的导通和截止，通过改变开关管的导通时间比例，来控制输出电压和电流的大小。

PWM整流技术的优点之一是能够实现高效的能量转换。

由于开关管在导通状态下具有较低的电压降，因此能够减少能量的损耗。

而且，通过改变开关管的导通时间比例，可以实现对输出电压和电流的精确控制，提高系统的稳定性和精度。

PWM整流技术的另一个优点是能够实现电能的变换和传递。

在PWM整流系统中，输入的交流电经过整流和滤波处理后，被转换为稳定的直流电。

这种直流电可以进一步用于驱动各种电力电子设备，实现电能的变换和传递。

在PWM整流系统中，脉宽调制信号的频率和占空比是两个重要的参数。

频率决定了开关管的开关速度，而占空比则决定了开关管导通和截止的时间比例。

通过合理选择这两个参数，可以实现输出电压和电流的精确控制。

在实际应用中，PWM整流技术通常需要配合控制器或微处理器来实现。

控制器通过对输入信号进行采样和处理，得到脉宽调制信号的频率和占空比，并控制开关管的导通和截止。

这样，就可以实现对输出电压和电流的精确控制。

需要注意的是，PWM整流技术在实际应用中还存在一些问题和挑战。

例如，开关管的导通和截止会产生较大的电压和电流冲击，需要合理设计电路和采取保护措施。

此外，PWM整流系统的稳定性和可靠性也需要进行充分的测试和验证。

PWM整流技术是一种实现电能调节和控制的重要方法。

通过改变开关管的导通和截止时间比例，可以实现对输出电压和电流的精确控制。

同时，PWM整流技术还具有高效能量转换和电能变换传递的优点。

然而，在实际应用中需要充分考虑电路设计和保护措施，以确保系统的稳定性和可靠性。

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。

pwm整流原理PWM（Pulse Width Modulation）是一种通过调节脉冲信号的宽度来实现信号整流的技术。

在电子领域中，PWM技术被广泛应用于电源控制、电机驱动、光电调制等领域。

我们来了解一下什么是脉冲宽度调制。

脉冲宽度调制是一种通过改变脉冲信号的宽度来控制信号的技术。

脉冲信号由高电平和低电平组成，通过改变高电平的持续时间来调整信号的平均电平。

脉冲信号的频率保持不变，只是脉冲的宽度在一定范围内变化。

PWM整流就是利用脉冲宽度调制技术来实现信号整流的过程。

在PWM整流中，输入信号被转换成脉冲信号，然后通过调节脉冲信号的宽度来控制输出信号的电平。

具体来说，当脉冲信号的宽度较窄时，输出信号的电平较低；当脉冲信号的宽度较宽时，输出信号的电平较高。

通过不断调节脉冲信号的宽度，可以实现对输出信号电平的控制。

PWM整流的优点之一是可以实现精确的电平控制。

通过调节脉冲信号的宽度，可以使输出信号的电平在一定范围内连续变化，从而实现对输出电平的精确调节。

这种精确的电平控制在许多应用中非常重要，例如电机控制中需要控制电机的转速和转向，光电调制中需要控制光的强度等。

另一个优点是PWM整流可以实现高效的能量转换。

由于脉冲信号的宽度可以调节，因此可以根据需要调整输出信号的占空比。

当输出电平较高时，脉冲信号的宽度较宽，输出功率较大；当输出电平较低时，脉冲信号的宽度较窄，输出功率较小。

这种能量转换方式可以提高能量的利用效率，减少能量的损耗。

除了以上优点外，PWM整流还具有简单、可靠、成本低等特点。

由于脉冲宽度调制技术本身简单易实现，因此PWM整流电路的设计和实现也相对简单。

此外，PWM整流电路通常由少量的元件组成，因此成本较低。

同时，PWM整流电路的稳定性较高，可靠性较好。

总结一下，PWM整流是一种通过调节脉冲信号的宽度来实现信号整流的技术。

它具有精确的电平控制、高效的能量转换、简单可靠的特点。

在实际应用中，PWM整流广泛应用于电源控制、电机驱动、光电调制等领域。

第一题说明全控型整流电路的工作原理，并设计出一个单相全控整流电路及其控制电路（开环）1.单相全控型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1-1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。

u s是正弦波电网电压，u d是整流器的直流侧输出电压，Ls为交流侧附加的电抗器，Ls包括外接电抗器的电感和交流电源内部电感，是电路正常工作所必须的。

起平衡电压，支撑无功功率和储存能量的作用。

全桥电路直流侧电容只要一个就可以。

由图1-1所示，能量可以通过构成桥式整流的二极管VD1-VD4完成从滞留测到交流侧的传递，也可以经过全控型器件V1-V4从直流侧你变为交流，反馈给电网。

图1-1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V1-V4的脉宽调制方式而定。

2.单相全控型PWM整流电路的工作原理用正弦信号波和三角波相比较的方法对图1-1中的V1-V4进行SPWM控制，就可以在桥的交流输入端AB产生一个SPWM波u AB。

u AB中含有和正弦信号波同频率且幅值成比例的基波分量，以及和三角波载波有关的频率很高的谐波，不含有低次谐波。

当正弦信号波频率和电源频率相同时，i s也为与电源频率相同的正弦波。

由于Ls的滤波作用，谐波电压只使i s产生很小的脉动。

u s一定时，i s 幅值和相位仅由u AB中基波u ABf的幅值及其与u s的相位差决定。

改变u ABf的幅值和相位，可使i s和u s同相或反相，i s比u s超前90°，或使i s与u s相位差为所需角度。

u s> 0时，（V2、VD4、VD1、Ls）和（V3、VD1、VD4、Ls）分别组成两个升压斩波电路，以（V2、VD4、VD1、Ls）为例。

V2通时，u s通过V2、VD4向Ls储能。

V2关断时，Ls中的储能通过VD1、VD4向C充电。

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整流器及其控制策略的研究随着电力电子技术的发展，PWM整流器在新能源、电力牵引、电力电子变换等领域的应用越来越广泛。

PWM整流器具有高效率、低谐波、快速响应等优点，但其控制策略的设计是整个系统性能的关键。

本文将对PWM整流器的控制策略进行详细的研究和分析。

PWM整流器采用全控型器件，通过脉冲宽度调制（PWM）控制整流器输入电流的幅值和相位，实现高功率因数和低谐波电流的目标。

其电路结构包括三相电压型PWM整流器、三相电流型PWM整流器以及交-直-交PWM整流器等。

开关控制策略通过控制开关管的通断时间来实现电流的控制。

该策略具有实现简单、动态响应快等优点，但开关的通断会造成较大的功耗损失，且在负载突变时响应速度较慢。

PWM控制策略通过调节脉冲宽度实现对电流的控制。

该策略具有谐波含量低、控制精度高等优点，且在负载突变时响应速度快。

但PWM控制需要较高的采样精度和计算能力，且在实际应用中需要考量的参数较多。

滑模控制策略通过将系统状态引导至设定的滑模面上实现电流的控制。

该策略具有对参数变化和外部扰动不敏感、无需精确的系统模型等优点，且可以实现无静差跟踪。

但在实际应用中，滑模控制的计算实现较为复杂，且在实际系统中应用难度较大。

为了验证上述控制策略的效果，我们设计了一个基于电压型PWM整流器的实验系统。

实验中，我们采用了MATLAB/Simulink进行系统建模和仿真，并使用高性能DSP实现了实时控制。

实验结果表明，PWM控制策略在稳态和动态性能上都优于开关控制策略和滑模控制策略。

具体来说，PWM控制策略在负载突变时的响应速度较快，且可以实现更高的系统效率。

本文对PWM整流器的控制策略进行了详细的研究。

通过对比分析开关控制策略、PWM控制策略和滑模控制策略的优缺点和应用场景，发现PWM控制策略在许多方面都表现出优越的性能。

在实验设计和结果分析中，我们验证了PWM控制策略的优点。

展望未来，PWM整流器控制策略的研究将更加深入。

什么是PWM整流电路？它和相控整流电路的工作原理和性能有何不同？PWM整流电路（Pulse Width Modulation Rectifier）是一种通过脉宽调制（PWM）技术实现的整流电路。

它通过对输入交流电压进行控制，将其转换成脉冲状的直流电压，以供后续的电力转换和利用。

PWM整流电路的工作原理如下：1.输入交流电压会经过整流桥（通常为可逆桥式整流器），将交流信号转换为带有纹波的直流信号。

2.通过PWM控制技术，根据所需输出电压的要求，调节整流桥的开关器件（如晶闸管、IGBT等）的导通和关断，从而控制输出电压的大小和形状。

3.脉冲宽度调制信号会根据输入交流电压的变化进行相应调整，以实现需要的输出特性。

相控整流电路（Phase Controlled Rectifier）是一种使用可控硅（thyristor）器件控制整流装置的电路。

它通过控制可控硅的导通角度来调节输出电压。

相控整流电路的工作原理如下：1.可控硅作为开关器件，通过控制控制信号的施加时间和角度来控制导通。

2.控制信号（触发脉冲）的施加时间和角度，用于控制可控硅的导通和关断时刻。

3.控制信号的施加时间和角度与输入交流电压的相位关系密切相关，通过改变可控硅的导通时刻来实现调节输出电压的目的。

相控整流电路和PWM整流电路的主要差异在于控制方式和切换频率：1.控制方式：相控整流电路通过控制可控硅的导通角度来调节输出电压，而PWM整流电路则通过调节脉冲宽度调制信号来实现电压控制。

2.切换频率：相控整流电路的切换频率取决于输入交流电压的频率，而PWM整流电路的切换频率可自行选择。

性能方面，PWM整流电路相对于相控整流电路具有以下优势：1.控制精度高：PWM整流电路可以精确控制脉冲宽度调制信号，以实现输出电压的精确调节。

2.谐波内容低：PWM整流电路可以通过控制开关器件的开关频率和脉冲宽度，减少谐波成分，提高电路的功率质量。

3.可以使用高频开关：PWM整流电路可以使用高频开关器件，从而实现更高的开关频率和功率密度，适用于高性能和高效率的应用。

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。

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。

毕业设计（论文）题目 PWM整流器的设计学院（系）：专业班级：学生姓名：指导教师：学位论文原创性声明本人郑重声明：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。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

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作者签名：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

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（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：年月日导师签名：年月日本科生毕业设计(论文任务书学生姓名：专业班级：指导教师工作单位设计(论文题目: PWM整流器的设计设计（论文）主要内容：熟悉整流的原理，对整流技术进行综述、比较，并设计出整流器硬件电路和软件程序。

要求完成的主要任务:（1）外文资料翻译不少于20000印刷符；（2）查阅相关文献资料（中文15篇，英文3篇）；（3）掌握整流的原理；（4）撰写开题报告；（5）熟悉整流技术国内外的研究现状、目的意义；（6）对整流技术进行综述、比较；（7）计出整流器硬件电路和软件程序。

；（8）绘制的电气图纸符合国标；（9）撰写的毕业设计（论文）不少于10000汉字。

必读参考书：[1] 王兆安，黄俊.电力电子技术.第4版.北京：机械工业大学出版社，2007[2] 杨荫福，段善旭，朝泽云.电力电子装置及系统.北京：清华大学出版社，2006[3]张崇巍，张兴.PWM整流器及其控制.北京：机械工业大学出版社，2003指导教师签名系主任签名院长签名(章本科学生毕业设计（论文）开题报告20世纪90年代发展起来的智能型功率模块(IPM开创了功率半导体开关器件新的发展方向。

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。