浅探PWM整流器的开环整流模式
作者：互联网
1. 拓扑与调制
本文选择的PWM整流的拓扑是单相两电平的电压型整流器，调制方式是双极性调制，开关频率是10kHz。拓扑和调制如下图所示。
2. 数学模型
开环整流是自己计算调制波的幅值和相位。双极性调制中调制波的幅值乘上直流电压就是端口电压的基波幅值，而调制波的相位就是端口电压的相位。从正向的角度来看，只要确定了调制波的幅值和相位，也就确定了端口电压，由于网侧电压是已知的，所以电感上的电压也就知道了，进而可求得电感上的电流。这样，所有的电压和电流都求出来了，也就能求出所有的有功功率和无功功率。从反向的角度看，已知负载的有功功率和无功功率，由于变换器理想情况下不损耗功率，所以端口上的有功功率和无功功率就可以求出来了。根据端口电压，网侧电压和电感值的数学关系，就可以求出端扣电压的幅值和相位。具体关系请参考张兴的博士论文第二章。
3. 端口电压的直流偏置问题
仿真时发现网侧电流会一直下降，就像有一个直流偏置电压加在电感上，所以对端口电压进行傅里叶分析，发现端口电压在开始的时候确实有一个很小的直流电压偏置。但是这个直流偏置在稳态的时候就没有了。而正是因为端口电压在暂态时的这段直流偏置，导致电感电流iL最终不是关于0轴对称的。但是为什么端口电压暂态时会有直流偏置，我还不知道。
对于这个问题，我采用方法是加大线路电阻，原来仿真的线路电阻是10微欧，我设置成100m欧。由于有了电阻的加入，端口电压的直流偏置就是加在了电阻串电感上，构成一阶电路，稳态时电感上的压降为零，电感电流自然就不会一直增加。具体分析参考一阶电路的暂态响应。修改线路阻值后仿真结果如下。可以看到电感电流无直流偏置。
下图是各个电压的波形。有一个有趣的现象，就是电感电压这么多的高次谐波，但是电感电流好像看不出来勒，这是为什么呢？这是由于电感的电抗在开关次很大，虽然开关次的谐波电压幅值甚至大于基波，但是除以很大的阻抗之后的电流依然很小，这就是为什么要把开关频率做上去的原因，当然你也可以把电感值加大，本质都是为了使WL变大。
如果对参数设置有疑问，可以下载我上传的仿真文件勒。
参考资料
反馈与建议
标签：偏置,电感,端口,浅探,电压,PWM,整流器,调制,直流 来源： https://blog.csdn.net/qq_38847810/article/details/121389850