SPWM高频整流器的仿真.doc

摘　要 分析单相电压型PWM整流电路(功率因素校正电路)的工作原理和工作模式, 功率因数校正（PFC）技术诞生与20世纪80年代，它采用的是高频开关工作方式，具有体积小，重量轻，效率高，输入功率因素（PF）接近１的优点，采用 PWM进行控制,其中控制方法采用的是电流滞环比较法，因硬件电路简单，属于实时控制，电流响应快，对负载的适应性强，由于不需要载波，所以输出电压不含特定频率的谐波分量，另外，这种控制方式，有利于提高电压利用率选择适当的工作模式和工作时序,可使PWM整流电路的输出直流电压得到有效的稳定值。同时也调节了交流侧电流的大小和相位,实现能量在交流侧和直流侧的双向流动,并使变流装置获得良好的功率因数。最后建立其Matlab的仿真模型,验证了设计的正确性。 关键词：单相电压型，PWM整流，功率因素校正，电流滞环比较法，Matlab仿真  目 录 1 PWM控制技术 2 2 1.2 PWM控制原理和应用 2 1.2.1 PWM控制的基本原理 2 1.2.2 PWM计算法和调制法 3 1.2.3规则采样法 4 PWM跟踪控制技术 5 2.1功率因数(PF)的定义 7 2.2功率因数校正 7 2.3功率因数校正实现方法 8 提高功率因数的几种方法 8 提高自然因数的方法 8 人工补偿法 8 Matlab 仿真实验 9 9 3.2实验要求 11 3.3Matlab仿真步骤和波形 11 3.3.1选取器件 11 3.3.2设置各器件的仿真参数 11 3.3.3运行和调试 12 3.4仿真结论 14 4总结与体会 15 参考文献......................................................................................................................................1 61PWM控制技术 PWM的全称是Pulse Width Modulation（脉冲宽度调制），它是通过改变输出方波的占空比来改变等效的输出电压。广泛地用于电动机调速和阀门控制，比如我们现在的电动车电机调速就是使用这种方式。 　　SPWM(Sinusoidal PWM)法是一种比较成熟的,目前使用较广泛的PWM法.前面提到的采样控制理论中的一个重要结论: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.SPWM法就是以该结论为理论基础,用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆变电路中开关器件的通断,使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等,通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值。 1.2.1 PWM控制的基本原理 图 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲在采样控制理论中有一个重要结论：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。冲量即指窄脉冲的面积。这里所说的效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。如果把各输出波形用傅里叶变换分析，则其低频段非常接近，仅在高频段略有差异，例如图a、b、c所示的三个窄脉冲形状不同。其中如为矩形脉冲，图为三角形脉冲，图为正弦半波脉冲，但它们的面积都等于1,，那么，当它们分别加在具有惯性的同一个环节上时，其输出响应基本相同。当窄脉冲变为图的单位脉冲函数 图2 冲量相同的各种窄脉冲的响应波形下面分析如何用一系列等副不等宽的脉冲来代替一个正弦波。 把图的正弦波分成N等份，就可以把正弦半波看成是有N个彼此相连的脉冲序列所组成的波形。这些脉冲宽度相等，都等于/N,且脉冲顶部不是水平直线，而是曲线，各脉冲的幅值按正弦规律变化。如果把上述脉冲序列利用相同数量的等副而不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分的中点重合，且使矩形脉冲相应的正弦波部分面积相等，就得到图b所示的脉冲序列。这就是PWM波形。可以看出，个脉冲的幅值相等，而宽度是按正弦波规律变换的。根据面积等效原理，PWM波形和正弦半波是等效的。对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM波形。像这种脉冲的宽度按正弦波规律变化和正弦波等效的PWM波形，也称为SPWM波形。 图要改变等效输出正弦波的幅值时，只要按照同一比例系数改变上述各脉冲的宽度即可。PWM波形可分为等幅PWM波河不等幅PWM波两种。由直流电源产生的PWM波通常是等幅PWM波。如直流斩波电路。其PWM波都是又直流源产生的，由于直流源电源幅值基本恒定，因此PWM波是等幅的。不管什么PWM波，都是基于面积等效原理来进行控制的，因此其本质是形同的。 1)计算法 根据正弦波频率、幅值和半周期脉冲数，准确计算PWM波各脉冲宽度和间隔，据此控制逆变电路开关器件的通断