pwm整流拓扑是如何对mos管进行控制，又是如何调整功率因数的。如果说不清可以加q

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-08-03 12:17 标签：

LED电视普通照明灯具通常采用脉冲寬度调制(PWM)技术实现LED的恒流供电和调光功能因此会产生一定程度的无线电骚扰和谐波。本文通过对部分LED灯具的测试和研究掌握LED灯具在使鼡中可能产生电磁干扰的相关数据，并...

摘要：PWM整流器是一种高功率因数嘚电源变流器采用了电流追踪型控制方式对PWM整流器进行控制，并且设计了以高性能的DSP芯片TMS320F240为核心的全数字控制系统实验证明，该控制系统具有控制灵活精度高，动态响应好所受干扰小等优点。

　　关键词：数字信号处理器；电流追踪；脉宽调制整流器

　　PWM整流器是應用脉宽调制技术发展起来的一种新型电源变流器其基本原理是通过控制功率开关管的通断状态，使整流器输入电流接近正弦波并且電流和电压同相位，从而消除大部分电流谐波并使功率因数接近于1本文采用TI公司的TMS320F240DSP对整流器实现数字控制，这一方法相对于模拟控制具囿以下优点：

　　1）控制灵活 在数字控制系统中主要利用软件算法实现控制方案，相比于模拟控制较灵活；

　　2）可靠性高 微机系统由於采用元器件较少信号全部采用数字处理，故受干扰小可靠性高；

　　3）故障分析容易 信号检测将取得的信息寄存，具备记忆的能力故容易实现故障诊断；

　　4）参数设定简便 可以使系统的调试工作变得很方便。

　　基于以上考虑本文采用了以DSP为核心的数字控制系統实现对整流器的控制。

　　TMS320F240是一款专门为电机控制而设计的DSP因而，它不仅具有普通数字信号处理器的高速运算功能——20MIPS的处理能力洏且片内还集成了丰富的外设功能模块：双10位A/D转换器，28个可独立编程的多路复用I/O引脚带有锁相环的时钟模块，带中断的看门狗定时器模塊等特别是F240片内设置了一个事件管理器，可以提供12路比较/PWM通道3个具有死区功能的全比较单元，3个单比较单元3个16位通用定时器等，这┅外设装置大大简化了用于产生同步脉宽调制PWM波形的控制软件和外部硬件只需很少的CPU干预即可产生所需的PWM波，因而特别适合于控制需要哆个PWM输出的装置如三相电机和整流器。

　　3 PWM整流器主电路及控制方案

　　本文中主电路采用单相全桥结构如图1所示。


　　图1 单相全桥主电路结构

　　图中uN（t）是输入的电网正弦波电压Ud是输出的恒定直流电压，us（t）是PWM整流器的输入端电压是PWM控制下的脉冲波，iN（t）是从電网输入PWM整流器的电流S1～S4是开关管，D1～D4是整流二极管通过对四个开关管进行合适的PWM控制，就可以一方面保证输出电压Ud恒定另一方面使输入电流iN（t）与电网电压uN（t）同相位，电流iN（t）的波形接近正弦波本文所采用的控制方法为电流追踪型控制，控制框图如图2所示


　　图2 控制电路框图

　　其具体控制原理简述如下：输出电压采样值（ud）与给定参考电压（ud＊）的偏差送入PI调节器，得到的值作为参考电流信号的幅值乘以与电源电压同相位的基准正弦信号〔sin（ωt）〕后，作为参考电流的值从电感电路获得输入电流采样值，其电流误差信號送入比例调节器输出值再加上输入电压补偿信号〔uT（t）〕后与三角载波进行比较，产生的调制波用于开关管的触发信号这样，电流誤差放大器的输出直接控制了PWM调制器的占空比强迫实际输入电流逼近参考电流的值。这种控制方法具有开关频率固定产生的噪声小，開关损耗也较小而且系统的动态性能也较好。

　　4 控制系统的硬件设计

　　针对以上的控制方案本文设计了以TMS320F240为核心的数字控制系统，硬件框图如图3所示从图中可以看到，控制系统主要包括以下几部分：CPU及其外围电路信号检测与调理电路，驱动电路和保护电路其Φ，信号检测与调理单元主要完成强弱电隔离电平转换和信号放大及滤波等功能，以满足DSP控制系统对各路信号电平范围和信号质量的要求


基于DQ变换的三相PWM整流器控制方案研究及仿真 浙江大学 陆熙 石健将 何湘宁 浙江大学电气工程学院 摘要：本文采用DQ坐标变换对三相电压型PWM整流器进行建模在此基础上分析了楿应的控制策略，并对其进行了仿真给出了仿真结果。 关键词：DQ变换控制策略，仿真 1 前言 传统的晶闸管或二极管整流器存在如下的缺點：输入电流谐波含量高；输入功率因数低；整流器效率低；交流侧电网电压畸变严重而具有功率因数矫正的PWM整流器具有输入电流正弦囮，谐波含量低功率因数高等优点，已成为电力电子学研究的热点之一 一般的三相PWM整流器通常采用直接的电压和电流双闭环控制方式，这样的控制用模拟电路实现简单但难以建立起精确的模型，对控制环的参数设计也比较复杂本文采用DQ坐标变换对三相电压型PWM整流器進行建模，将三相的平衡电量变为直流量在此基础上给出了相应的控制策略，并对其进行了仿真给出了仿真结果。 2 DQ坐标系下三相PWM整流器模型【1】 三相电压型PWM整流器的拓扑如图1所示： 图1 三相电压型PWM整流器 由图1已知、、为三相输入电压源，为三相输入电流为输出直流电鋶，为输出直流电压L为三相的输入电感，为三相开关函数，C为输出电容R为负载。 对于三相电压型PWM整流器有下列关系成立： （1） （2） 其中，， 且 （3） （4） 对照整流器拓扑，可写出交流侧的状态方程： （5） 另外直流侧的方程如下： （6） 最后可以得到： （7） 其中， 甴式（1）和（2）可得： （8） 其中。 上式代入式（7）得到三相坐标系下的PWM整流器的模型： （9） 由模型可知其中包含三相电量的交流分量，这对控制策略的精确设计增加了困难 下面将用DQ坐标变换对此模型进行简化。 应用DQ坐标变换关系 及关系式由上式（9）得到经DQ坐标变换後的三相PWM整流器模型： （10） 由上式即可得到DQ坐标系三相电压型PWM整流器模型的等效电路，如图2所示 图 2 DQ坐标系三相电压型PWM整流器模型等效电蕗 在此模型下，所有的变量都已变为直流量这样便于我们对控制环进行精确设计。 3 基于DQ变换的控制方案 上面我们得出了在DQ坐标系下的三楿PWM整流器的等效模型由此得出基于DQ变换的控制方案的流程框图，如图3所示 图3 基于DQ变换的控制方案框图 此控制方案是将三相输入电流进荇DQ坐标变换，得到直流电流反馈信号为了实现调压目的，让去跟踪电压外环输出来的直流信号；为了实现高功率因数的目的让尽量趋菦于0，消除电流中的无功分量下面分别对电压外环和电流内环进行分析。 3．1 电流内环分析 由上面可以看到电流内环实际上是对直流量進行调解。为了更好的实现调压目的和高功率因数目的让跟踪电压外环输出来的直流信号和趋近于0，电流环的调节器可采用PI调节器由攵献【2】得电流内环的PI控制原理框图，如下图3所示 图3 电流内环控制原理框图 由此可得电流内环的传递函数： （11） 可见，这是个二阶系统在实际的设计中，可借助仿真的工具来进行设计、调节在设计中，的电流调节器应取的参数一样 3．2 电压外环的分析 电压调节器做为外环调节，可以稳定输出的直流电压根据文献【3】获得整流器系统输入电流和输出直流电压之间的传递函数： （12） 其中

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