兩種高功率因數(shù)開關(guān)電源設(shè)計方案的比較(2)

　　2 單相PWM 整流電路的基本原理

　　本節(jié)采用圖1所示的方案，其前級如圖3所示，即單相全橋電壓型PWM 整流電路，電路采用有4個全控型功率開關(guān)管的H 橋型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖3中網(wǎng)側(cè)電感為升壓電感，起平衡電路電壓、支撐無功功率、儲存能量和濾除諧波電流的作用；Rs為濾波電感的寄生電阻；主電路中功率開關(guān)均反并聯(lián)一個續(xù)流二極管，用來緩沖PWM 過程中的無功電能。

　　單相全橋電壓型PWM 整流電路的SPWM 調(diào)制方法分為單極性調(diào)制和雙極性調(diào)制兩種，本文采用單極性調(diào)制。

　　單相全橋電壓型PWM 整流器選擇響應(yīng)速度較快的三角波電流比較法作為控制策略。因反饋到電壓外環(huán)的輸出電壓含有紋波電壓，而紋波電壓的存在將導(dǎo)致電流內(nèi)環(huán)的給定電流發(fā)生畸變，因此本文采用補償輸出直流電壓中紋波電壓的方法［4］來減少流入電壓控制環(huán)的紋波電壓，從而改善給定電流的波形。按照以上原理設(shè)計的單相全橋電壓型PWM整流器的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。

　　圖4 單相全橋電壓型PWM 整流器的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　由圖4可知，PWM 整流控制系統(tǒng)中需要檢測的信號有輸入交流電壓us、輸出直流電壓ud以及輸入交流電流is.us是閉環(huán)控制中相位檢測的輸入信號；通過比較ud與給定參考電壓u*d以及直流側(cè)紋波電壓補償u~d來決定電壓外環(huán)PI調(diào)節(jié)器的輸出im，并將其與輸入電壓同步信號sinωt的乘積作為指定電流i*s ;is與i*s的差值決定電流內(nèi)環(huán)PI調(diào)節(jié)器的輸出；最后比較電流內(nèi)環(huán)PI調(diào)節(jié)器的輸出與三角載波，產(chǎn)生PWM 信號來控制開關(guān)管的關(guān)斷。這樣，電流PI調(diào)節(jié)器的輸出決定PWM 信號的占空比，使實際輸入電流逼近指定電流值。