pwm整流电路工作原理（PWM整流电路工作原理）

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。

图(d)为无功补偿状态，此时控制

滞后

一个

角，以确保

超前

º，整流电路向交流电源送出无功功率。这种运行状态的电路被称为无功功率发生器SVG(Static Var Generator)，用于电力系统无功补偿。

图(e)表示了通过控制

的相位和幅值，可实现

与

间的任意相位

关系。

2.三相PWM整流电路

三相桥式PWM整流电路结构如图3所示，其工作原理同单相电路，仅是从单相扩展到三相。只要对电路进行三相SPWM控制，就可在整流电路交流输入端A、B、C得到三相SPWM输出电压。对各相电压按图3(b)相量图控制，就可获得接近单位功率因数的三相正弦电流输入。电路也可工作在逆变状态或图5-47(d)、(e)的运行状态。

图3 三相桥式PWM整流电路

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