相控整流器是用于電動電子電路的電路,這種電路能夠通過調控受精者的射擊角度,將AC電壓轉換成DC電壓,而Therristors是半導體裝置,可以通過使用門信號調節(jié)電流流,在各種應用中使用了分階段控制的整流器,包括發(fā)動機驅動器、供暖和照明控制、充電器和電子裝置的電力供應。

單相控整流器是使用單一胸腔調節(jié)器控制當前流量的一類級控整流器。 與只允許流向一個方向的二元整流器不同, 單相控整流器允許雙向控制電流。 通過調控胸腔的射擊角度, 輸出電壓和電流可以管理, 使負載的電源調控。 單相控整流器在AC發(fā)動機速度控制和電池充電器中廣泛使用。

Single-Phase Controlled Rectifier

單相控整流器,又稱級控整流器,在電動電子應用中起著關鍵作用,這些裝置用于將交替電流(AC)轉換成導電流(DC),能夠控制輸出電壓,通過調整能夠轉換大電流的半導體,即胸腔的點火角度(或相角)來達到這一目的。

Half-Wave Controlled Rectifier

半波控制的整流器使用一個與載荷連成序列的單一胸腔,一旦在輸入AC供應正半循環(huán)期間在特定射擊角度觸發(fā),則該胸腔開始運行,輸出電壓波形由發(fā)射角度和輸入AC電壓振幅決定。通過調整射擊角度,平均輸出電壓可以控制,這影響到向載荷輸送的電量。然而,半波控制的整流器的缺點是只使用輸入AC波形的一半,導致高度的調音扭曲和低功率系數(shù)。

Figure 7: Single-phase half-wave controlled rectifier circuit (top) and waveforms (bottom)

Full-Wave Controlled Rectifiers

全波控制整流器使用兩個或兩個以上胸腔整流器,其效率高于半波對應器,這些整流器使用輸入AC供應的正和負半循環(huán),有兩種主要類型的全波控制整流器:中點配置和橋梁配置。

Midpoint Configuration

中點 或 中點 配置 中點 或 中點 配置 是 使用 中點 變壓器 和 2 個 胸腔 的 設置 。 變壓器 的 二次 刮線 分為 兩半 , 中點 與 負載 連接 。 您的 胸圍 將 二次 轉線 連接 在 二次 刮線 和 負 負荷 的 端 。 通過 相繼 觸發(fā) 胸圍 , 校正 校正 的 在 輸入 AC 供應 的 正 和 負 半 周期 進行 , 通過 調整 射擊 角度 控制 輸出 。 然而, 此配置 的 缺點是 需要 中點 上 的 變壓器 , 其 成本 和 繁瑣 。

Figure 8: Single-phase full-wave controlled rectifier with midpoint configuration - circuit (top) and waveforms (bottom)

Bridge Configuration

橋形配置是一種分階段控制的整形器,它使用在橋頂?shù)匦沃信帕械乃母叵佟?這樣就不再需要一個中央掛起的變壓器,使它成為一個更緊湊和更具成本效益的設計。 在橋形配置中,正半循環(huán)期間,兩對對立的對立體行為,在負半循環(huán)期間,另外兩對面的對立體行為。 通過調整胸口的射擊角度,輸出電壓可以被控制。 與中點配置相比, 橋形變壓器有若干優(yōu)點, 包括更高的效率、更好的功率因素和較低的調力扭曲。

Figure 9: Single-phase full-wave controlled rectifier in the bridge configuration - circuit (top) and waveforms (bottom)

單階段控制校正器的性能是根據(jù)平均輸出電壓、輸出電流、波紋系數(shù)、功率系數(shù)和完全調和扭曲等參數(shù)進行評估的。 調整射擊角度的控制技術包括常態(tài)射擊角度控制、整體循環(huán)控制以及脈沖寬調制。

Constant Firing Angle Control

常態(tài)射擊角度控制是一種技術,在整治過程中,使圣靈信徒的射擊角度固定不變,這是調節(jié)平均輸出電壓的直截了當?shù)姆椒?但可能導致動力因素和口音扭曲問題,特別是在低輸出電壓水平上。

Integral Cycle Control

集成循環(huán)控制是一種控制輸出電壓的方法,它通過開關胸腔和關機來控制固定數(shù)量的完整輸入電壓循環(huán)。這種方法可以幫助改善動力因素和減少口音扭曲,但也可能造成大量的輸出電壓和當前波紋,從而在某些應用中造成更多的噪音和意外影響。

Pulse-Width Modulation

Pulse-width 調制法(PWM)是一種先進的控制技術,用于動態(tài)地改變胸腔的射擊角度,以達到理想的輸出電壓波形。通過仔細選擇射擊角度,PWM可以盡量減少調制曲解,改善功率系數(shù),并提供更好的輸出電壓調節(jié)。然而,PWM控制的校正器需要更復雜的控制電路,可能需要先進的數(shù)字控制器或微處理器。

Applications of Single-Phase Controlled Rectifiers

單相控整流器在一系列領域,包括電池充電、變速機動車驅動器、電子裝置的電力供應、電動車輛充電站等,都有廣泛的應用。 由于它們有能力調節(jié)輸出電壓和處理高功率電,這些整流器適合各種工業(yè)、商業(yè)和住宅應用。

最后,必須指出,單階段控制修正裝置由于能夠高效率和準確地將空調功率轉換為DC功率,在電力電子設備中廣泛使用單一階段控制修正裝置。 工程師們可以利用其對操作原則、性能參數(shù)和控制技術的知識,在一系列應用中設計和實施這些裝置。 隨著技術和控制戰(zhàn)略的繼續(xù)推進,單階段控制修正裝置仍將是滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)需求的關鍵組成部分。

Semi/Dual/Full/ Series Converters

根據(jù)用于控制輸出電壓的轉換器類型,單相控整流器可分為幾類,這些類別包括半對流器、雙電、全電和序列轉換器。

Single-Phase Dual-Converters

雙向轉換器屬于單相控整流器類別,能夠向負負向負向負向負向負向負向負向向負向向負向向向負向向向負向向向負向向向向向向負向向向向向向向向向向向向向向投電,使兩向轉換器比半波轉換器更具有多功能性,雙向轉換器由兩個轉換器組成,一個作為整流器,另一個作為反向轉換器,使兩向轉換器能夠用于需要雙向電流的應用程序。此外,雙向轉換器是專門為四平方操作設計的,通常用于可逆和可變速的DC驅動器。

第一個象限用于前方馬達,其中轉換器 1 以正向模式在上方,而胸腺的射擊角度低于90度。第二個象限用于再生制動,其中轉換器 2 以反向模式在上方,而胸腺的射擊角度大于90度。第三個象限用于反向馬達,其中轉換器 2 以正向模式在上方,而胸腺的射擊角度低于90度。第四個象限用于再生制動制動,其中轉換器 1 以反向模式在上方,而胸腺的射擊角度大于90度。

雖然雙重轉換器具有更大的多功能性和雙向電流,但其復雜性和部件要求的提高使其比半轉換器和單階段全波控制的全波控制整變器更昂貴和復雜,此外,雙重轉換器可能會在輸入電流中造成更高程度的調和扭曲,導致傳輸和配電系統(tǒng)增加電力損失,以及電磁干擾問題,因此,仔細評估各種整變器類型之間的權衡對設計高效和高性能電子系統(tǒng)至關重要。

Single-Phase Semi-Converters

單相半轉換器由兩個胸腔或立方體和兩個二極管組成。 立方體作為固態(tài)開關,使流向一個方向流動, 當觸發(fā)時, 這些裝置也被稱為“ 胸腔”。 在單相半轉換器中, 一個二極管和一個 SCR 控制著AC 輸入電壓的正半循環(huán), 另一個二極管和 SCR 控制著負半循環(huán)。 發(fā)送到負半循環(huán)的平均DC電壓可以通過控制觸發(fā)脈沖到 SCR 的時間來調整。 SCR 的導向角度是您心室處于前向偏向狀態(tài)的期間, 進行當前。 與 AC 波形零中轉點相關的胸腔觸發(fā)脈動的時間決定著導角度, 可以通過調整觸發(fā)脈沖的時間來修改該角度, 從而控制發(fā)往負載的DC平均電壓。

半置換器提供了一種簡單有效的方法來控制用兩個 SRR 和兩個二極管交付給一個負荷的DC電壓。但是,它們的輸出電壓限制在峰值輸入電壓的64%(將在下面的偏移中解釋),而交付給負荷的平均DC電壓低于全波校正器的電壓。如果峰值輸入電壓被指定為 V ,則其輸出電壓將限制在峰值輸入電壓的64%(將在下面的偏移中解釋),而交付給負荷的平均DC電壓將低于全波校正器的電壓。P,以及SCR作為α的發(fā)射角度,輸出電壓的平均值等于:

因此,最大輸出電壓是:

單階段半轉換器只進行一個象限操作,在I象限內前行機動,在設計動力電子系統(tǒng)以確保最佳性能和效率時,必須仔細考慮不同類型矯正器之間的權衡。

Single-Phase Full Converters

單階段完整轉換器使用4個 SCR 提供恒定的DC輸出電壓。 與雙轉換器一樣,全轉換器提供不間斷的輸出電壓,支持雙向電流。 隨著4個 SCR 的安裝,全轉換器能夠為AC 輸入電壓的正和負半循環(huán)提供連續(xù)輸出電壓。

完全轉換器在兩個象限內運行:I象限內的前向運動和IV象限內的反向制動。在前向運動中,輸入電壓適用于與輸出電壓相同的極值的負載。在反向制動時,輸入電壓適用于與輸出電壓相對的極值的負載,允許負載將能量作為熱能消散或將能量返回電源。這樣,完全轉換器就適合應用諸如DC發(fā)動機驅動器等應用程序,即機動和制動操作需要雙向電流。

單相全轉換器可以在兩個方位內操作:前向運動的第一個方位(I)和反向制動的第四個方位(IV)。在第一個方位操作中,輸入電壓以與輸出電壓相同的極度提供給負載,而在第四個方位操作中,輸入電壓作為輸出電壓適用于對極的負載。這使得負載能夠將能量作為熱量排出,或將能量返回到電源,使完全轉換器能夠理想地用于雙向電流應用,如需要機動和制動操作的DC汽車驅動器。

完全轉換器提供雙向電流和連續(xù)輸出電壓,需要4個電解碼和額外的控制電路。 完全轉換器可以在輸入電流中產(chǎn)生更高程度的調和扭曲,這可能導致增加電流損失和電磁干擾等問題,因此,在設計電動電子系統(tǒng)以實現(xiàn)最佳效率和性能時,必須認真評價不同類型整潔器之間的取舍。

Single-Phase Series Converters

系列轉換器混合使用半轉換器和雙轉換器,提供正和負輸出電壓,包括兩個半轉換器和一個連成系列的雙轉換器,在需要高功率和精確控制輸出電壓的應用中,通常使用序列轉換器。

Three-Phase Controlled Rectifiers

三相控整流器是用于將三相AC功率轉換為DC功率的電動電子設備中廣泛使用的一個組件。這些整流器在電源、可變速度驅動器和電動控制器等不同領域都能找到應用。三相控整流器的基本配置包括由橋狀表層排列的六個二極管,與導管或其他半導體開關同時連接,以調節(jié)整流器的輸出電壓。有兩大類三相控整流器:六波和十二波整流器。六波整流器是最簡單、最常用的。三相控整流電路的每個階段都有三根導管,按順序發(fā)射,以產(chǎn)生脈沖輸出電壓。然后,輸出電壓通過過濾電容器平滑,產(chǎn)生DC電壓。

Figure 10: Three-Phase 6-Pulse Full-Wave Controlled Rectifier

另一方面,12個脈沖整流器有2個6個脈沖整流器同時連接,以產(chǎn)生更順暢的DC輸出電壓。它們需要一個更復雜的控制系統(tǒng)來同步兩個脈沖整流器。

Figure 11: Three-Phase 12-Pulse Full-Wave Controlled Rectifier

三階段控制的整變器比單階段控制的整變器具有若干優(yōu)勢,包括高功率輸出、低調扭曲和更高的效率,但是,它們更為復雜,需要更先進的控制系統(tǒng),此外,它們需要更多半導體開關,這可以增加整變電路的成本。

Input Current Harmonic Distortion

工業(yè)應用中廣泛使用三相控校正器,因為它們能夠提供可調適的DC電壓,且能變換電力。不過,這些校正器在輸入當前調和曲解方面有很大的缺點。校正電路的非線性導致輸入電流中含有可造成動力系統(tǒng)干擾、對其他連接設備性能產(chǎn)生不利影響的調和電流。完全的調和扭曲(THD)因子可用于測量輸入中的調和電流扭曲。THD因子表示輸入流的調和值與基本頻率組成部分的RMS值之比。高的THD因子可造成電壓扭曲、降低功率質量和增加功率損失。

因此,必須盡量減少高分辨率因子,以提高動力系統(tǒng)的性能和可靠性,可以采用不同的控制戰(zhàn)略,減少三相控制的整治器,如口腔注射、脈沖跳和空間矢量調制等,輸入時時的調和扭曲。

Output Ripple Voltage

三相控整流器中的輸出波變電壓是指DC輸出電壓與其預期恒定值的波動。這種波變電壓是被糾正的輸出波形脈沖性質造成的,而這種波變電壓的產(chǎn)生是由于原主的調換動作造成的。

三相控整流器中輸出波紋電壓的振幅與負電流和AC輸入電壓的頻率直接成正比。因此,如果負電流增加或輸入電壓頻率降低,輸出波電壓的振幅也會增加。波紋電壓的增加降低了DC輸出電壓的總體質量。

為了減少三相控制整流器的輸出波紋電壓,使用了各種技術,如電能、感應和LC過濾技術,這些過濾技術使用被動部件,包括電容器和感應器,以平滑DC輸出波形的脈沖,降低輸出波波的振幅。

過濾技術的選擇取決于具體應用和所需的波紋降低水平。 能力過濾是一種簡單和成本效率高的方法,但在減少高波調調調方面效果較差。 感應過濾在減少高波調調調調方面更加有效,但更復雜和昂貴。 LC過濾提供最高水平的波紋降低,同時也是最復雜和昂貴的過濾技術。

減少產(chǎn)出波紋電壓對于在三階段控制的整流器中維持穩(wěn)定、一致的DC輸出電壓至關重要,采用過濾技術可以有效降低輸出波紋電壓的振幅,提高DC產(chǎn)出電壓的總體質量。

Efficiency

效率是三階段控制修正器設計和操作中的一個關鍵因素,修正效率被定義為DC輸出功率與總輸入功率之比。 在三階段控制修正器中,若干因素可以影響效率,如使用的控制策略、負載特性和切換頻率。

在產(chǎn)出電壓和電流不變、損失最小化的情況下,通常能達到最高整流效率,但在實際應用中,輸出電壓和電流可能不固定,而整流可能因轉換、導電和其他因素而蒙受損失,為了提高效率,必須減少整流電路的損失。

使用諸如脈波調制(PWM)控制等高頻開關方案可以減少開關損失,提高整變器的效率,從而降低損失。 此外,采用軟開關技術,如共振開關,可以降低開換裝置的電壓和電流壓力,提高整變器的總體效率。

必須牢記,三階段控制整變器的效率可能根據(jù)負荷條件而波動。 例如,電路的閑置損失會大大降低低負荷條件下的效率。 因此,在設計和操作三階段控制整變器時必須考慮到負荷條件,以優(yōu)化其效率。

Semi / Dual / Full / Series Converters

Three-Phase Semi-Converters

三相半置換器(也稱為半控轉換器)利用二極管和胸腔修補三相AC電壓。這些轉換器包括由三個二極管和三個胸腔組成的橋形構件。用一個特定角度射出胸腔,可以控制通過負載的流。半置換器通常用于需要單向電流并具有感應負荷的應用程序,如充電器和DC發(fā)動機驅動器。

三階段半對口器的優(yōu)點包括:

簡單電路比全換式電路簡單,降低了總成本。

與單相向轉換器相比,平滑輸出電壓波形和減少口音。

然而,三階段半轉換器的輸出流不連續(xù),可能需要額外的過濾。

Three-Phase Full Converters

三相全交換器與半對換器不同,它使用6個橋狀胸桿來完全控制糾正過程。通過調整胸圍的射擊角度,輸出電壓可以精確控制。這些轉換器對于需要雙向電流和準確電壓控制的應用程序是理想的,例如再生制動系統(tǒng)、可變頻驅動器和高功率電池充電器。

三階段全對口器的優(yōu)點包括:

連續(xù)和可控輸出流。

加強對輸出電壓和功率因素的控制。

雙向電力流動提高了效率。

然而,與半轉換器相比,全轉換器的口音含量較高,需要更復雜的控制電路。

Three-Phase Dual-Converters

三階段雙交換器由兩個三階段全交換器組成,可以平行或連續(xù)連接,使四平方形操作得以進行。有了這種配置,轉換器不僅可以控制輸出電壓強度,還可以控制極度,這使得它適用于需要快速方向逆轉或動態(tài)扭扭控制的應用,如大型起重機、電梯或電動車輛。

三階段雙對口器的優(yōu)點包括:

四平方形操作,對發(fā)動機托盤和速度進行更大的控制。

雙向電流,使再生制動系統(tǒng)能恢復能源。

由于獨立控制電壓和極化,增強動態(tài)反應能力。

然而,與其他類型的受控矯正器相比,三階段雙向交換器更為復雜和昂貴,因此適合高性能應用,而精確控制和快速反應是必不可少的。

Advanced Control for Harmonic Reduction and Power Factor Improvement

Extinction Angle Control

切除角控制是一種電動電子技術,用于增強電源系數(shù)和減少空調電源系統(tǒng)中的調力扭曲,通常用于空調電壓調節(jié)器和空調發(fā)動機速度控制器,這種方法涉及在空調波形每半個周期的受控校正電路中推遲胸腔醫(yī)生的開關時間,延遲被稱為消亡角度,通過調整,可以調節(jié)向負載輸送的電力,從而改進電源系數(shù)并減少口音扭曲。

電離角控制是調控空調電壓調節(jié)器輸出電壓的有用方法,特別是在高功率應用方面,它使調壓器能夠保持穩(wěn)定的輸出電壓,盡管負荷發(fā)生變化,同時將動力因素和調力扭曲保持在可接受的水平上。 這一技術是電動電子工程師的寶貴工具,因為它能提高效率、提高電力質量和盡量減少電磁干擾,所有這些都對現(xiàn)代電力系統(tǒng)至關重要。

Symmetrical Angle Control

在電源系統(tǒng)中使用對稱角度控制可以增強功率系數(shù)并減少口音。 基本上,這一方法涉及管理電源轉換器(如胸腔轉換器或 IGBTs ) 內切換裝置的時間,以保證輸入時的波形模擬輸入電壓波形。 這一過程可以改善系統(tǒng)內的功率系數(shù)并減少口音。

在對稱角度控制中,切換裝置的實時和非實時調整對于實現(xiàn)預期輸入當前波形至關重要,這種調整通常是通過修改電壓與當前波形之間的相位角或延遲來進行,后者也稱為射線或導線角。精確控制射擊角可以使輸入的當前波形成形成像,以達到更大的正弦形形狀,從而減少聲波扭曲。

對角控制是機動車驅動器等高功率應用中經(jīng)常采用的一種技術,主要用于提高系統(tǒng)效率和盡量減少電磁干擾,是一種復雜的控制方法,需要復雜的控制算法和對切換裝置的精確時間控制,不過,如果應用得當,對稱角度控制可顯著地提高功率系數(shù)和減少口音扭曲。

Constant Voltage Control

恒定電壓控制是一種技術,用于規(guī)范固定值的校正功率輸出DC伏,而不論輸入 AC 電壓或負荷條件的變化如何,這是使用一個反饋循環(huán)實現(xiàn)的,該循環(huán)不斷監(jiān)督輸出DC 電壓并調整其以維持理想值。通常,電壓調節(jié)器用于實施恒定電壓控制,該控制器接收校正電壓輸出DC 電壓作為輸入,并將其與代表預期輸出電壓的參考電壓進行比較。如果輸出DC 電壓和引用電壓發(fā)生任何偏差,則電壓調節(jié)器調整其輸出,以糾正偏差,并將輸出DC 電壓恢復到預期值。

存在兩種主要類型的電壓調控器:線性調控器和開關調控器。線性調控器使用晶體管器控制輸出電壓,而調控器則使用脈沖寬調制技術調整輸出電壓。每種電壓調控器都有其優(yōu)點和缺點,選擇取決于具體的應用要求。在線性調控器中,晶體管底部的恒定電壓由制導器二極管提供,需要不間斷的電流。采集器的電流是載電流和制導二極管電流的總和,導致通過一系列限制阻力器產(chǎn)生不必要的電損耗。

Figure 12: PWM voltage regulator circuit (block diagram)

為消除線性調節(jié)器固有的效率低下,需要一個脈沖-寬調控電路。

三角形/ 三角形/ 三角形( 參考頻率) 由振動器生成。 引用電壓與輸出電壓比較。 兩種信號都會升到一個錯誤放大器, 放大這些值之間的差異。 由此產(chǎn)生的信號( 信號來自錯誤放大器) 將發(fā)送到 Pulse Width Modulator 。 PMW 將由此產(chǎn)生的信號振幅與振動器生成的捕捉儀信號進行比較, 以確定脈沖從電路流流流出來的時間 。

輸出電壓使用以下方程計算:

此處:

Vin- 輸入電壓

Ton- 時間間隔(一個周期),誤差放大器發(fā)出的信號低于振動器發(fā)出的信號。

Toff- 時間間隔(一個周期),從錯誤放大器發(fā)出的信號大于振動器產(chǎn)生的信號的時間隔(一個周期)

時間間隔期間 Ton,開關被關閉。感應器開始充電并創(chuàng)建磁場。此外,電容器開始充電并創(chuàng)建電場。當開關關閉時(在T時間間隔期間),電容器開始充電并創(chuàng)建電場。off輸入器的磁場將崩潰,并導致電流通過制導器二極管流入地面。 因此,在導引器中儲存的能量將供應從地面到V方向的載荷。out電容器的電能將釋放,電流將沿著同一方向通過負荷流。如果給定的電流,輸出電壓將保持穩(wěn)定。因此,整個脈沖足以提供預期的輸出電壓值。

當負載上升時, 當當前需求增加時輸出電壓值將下降。 引用電壓和輸出電壓之間的差值將大于錯誤, 錯誤電壓將在錯誤放大器輸出時生成。 與 PWM 中的嵌入類信號相比, 總計電壓值將降低。 因此, 時間間隔 T 將會縮短 。off還會減少,時間間隔為Ton這意味著導管的磁和電容器電場將足夠大,足以滿足新T期間的載荷需求。off。這樣,當負載增加時,輸出電壓將保持穩(wěn)定。當輸入電壓變化時,同樣的做法也適用。

恒定電壓控制是調控一個校正器的DC電壓的一個根本方面,它確保即使在投入的AC電壓波動或負載變化的情況下也具有穩(wěn)定性和可靠性,在需要精確和一致的DC電壓供應的應用程序中,這一特點尤為關鍵。

在結論中,了解持續(xù)電壓控制的原則和實施對于設計和保持高效和高質量的電能電子系統(tǒng)至關重要,選擇電壓調節(jié)器對于實現(xiàn)預期的常壓控制水平至關重要,正確設計和控制整形電路對于確保各種應用的可靠運作至關重要。

Constant Current Control

三相二極管整流器的另一個廣泛使用的控制技術是恒定的當前控制,其目的是保持一個固定輸出DC,而不論輸入的空調電壓或裝載條件的變異。

實現(xiàn)恒定當前控制的方法之一是通過反饋循環(huán)監(jiān)測直接當前輸出并調整以保持理想值。 此反饋循環(huán)可以與當前監(jiān)管者一起實施, 將輸出直接當前值與表示理想輸出值的引用當前值進行比較。 如果輸出DC與引用當前值不同, 監(jiān)管者調整其輸出以糾正差異, 并將輸出DC恢復到理想值 。

執(zhí)行恒定當前控制的方法是多種多樣的,這取決于應用程序的具體需求。 廣泛使用的一種技術是使用分流調節(jié)器,這是一個線性調節(jié)器,通過修改分流抵抗器的阻力來管理輸出流。 另一種方法是使用調換調節(jié)器,如一塊錢轉換器或推力轉換器,調整開關晶體管的值周期,以更有效地調節(jié)當前輸出。

與其它控制方法相比,固定的當前控制是一種有利的控制戰(zhàn)略,主要在需要精確現(xiàn)行監(jiān)管或涉及高度可變負荷的應用中。 通過監(jiān)管整治器的輸出流,固定的當前控制可以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性,降低超載或過熱的風險,并更好地防范短路等故障。 此外,固定的當前控制可以改善系統(tǒng)的動力因子,從而減少總體電力損失,提高能效。

簡言之,持續(xù)的當前控制是三階段二極管整形器的關鍵控制戰(zhàn)略,特別是在需要精確的現(xiàn)行監(jiān)管或高度可變負荷的應用程序中。 要設計和維持高效和高質量的電能電子系統(tǒng),就必須熟悉現(xiàn)行控制的原則和執(zhí)行現(xiàn)行控制原則。

Voltage-Fed PWM Control

電壓驅動脈沖寬調制(PWM)控制是調控三相二極管整流器的常用方法,其工作原理很簡單?？刂葡到y(tǒng)使用高頻脈沖生成器來創(chuàng)建運行整變器切換裝置的PWM信號。脈沖生成器生成的信號具有恒定頻率和不同值周期,可決定調換裝置的開關和停放時間。隨著PWM信號的值班周期上升,為負載提供的電壓也會增加。

實施電壓驅動PWM控制由兩個初級階段組成:脈沖發(fā)電機和開關裝置。脈沖發(fā)電機可以通過使用微控制器的模擬或數(shù)字電路實現(xiàn)。模擬電路產(chǎn)生鋸齒波形,與創(chuàng)建PWM信號的參考電壓相比,它產(chǎn)生鋸齒波形。相反,數(shù)字電路利用微控制器和一套預先確定的算法生成PWM信號。

電動電子應用中廣泛使用電動脈沖寬度調控(PWM)控制,PWM控制中使用的開關裝置是該系統(tǒng)的關鍵組成部分,因為它們調節(jié)電壓輸出,可采用各種技術實施這些開關裝置,包括雙極交接晶體管(BJTs)、金屬氧化物半導體田效晶管(MOSFETs)和隔熱雙極晶管(IGBTs)。

MOSFETs和IGBTs是最常用的轉換裝置,在現(xiàn)有技術中,在電壓驅動的PWM控制中是最常用的轉換裝置,其效率高是其原因之一,使它們成為低功率損失應用的可取選擇,MOSFETs和IGBTs也擁有快速轉換速度,使其能夠在高頻運行。

促使這些裝置被廣泛用于電壓驅動的PWM控制的另一個因素是其容易實施,MOSFETs和IGBTs具有不同大小和電壓評級,使其具有多種用途,適應不同的應用。

高頻 PWM 信號最大限度地減少輸出電壓波形的調力扭曲,從而提高效率和減少噪音。 PWM 信號的可變值值值周期調節(jié)了輸出電壓,使控制系統(tǒng)能夠在不同的輸入電壓和負荷條件下維持恒定輸出電壓。

以電壓為基礎的PWM控制在調控三階段二極管整流器方面特別有效,其優(yōu)點包括提高效率、減少調音扭曲和精確的輸出電壓管制,使其成為各種電力電子應用的流行選擇,了解以電壓為基礎的PWM控制的原則和實施對于開發(fā)和維護高質量、高效電能電子系統(tǒng)至關重要。

Current-Fed PWM Control

當前版本的脈動寬度調制( PWM) 控制是三相二極管整流器中廣泛使用的控制策略, 它為輸出當前輸出提供精確的控制。 它通過反饋循環(huán)控制輸出流, 該循環(huán)將輸入電壓調整到校正電路 。

在當前Fed PWM 控制器中,對整流電路的輸入電壓使用一系列共振電路加以控制。 這種共振電路在源和整流器之間插入,并起到緩沖作用。它與輸入電壓的頻率相適應,而全反振電路的電壓用于控制整流器的切換。這個控制裝置可以更好地管理輸入電流和電壓,從而提高效率并減少電磁干擾。此外,還有可能設計共振電路,以便能夠軟轉換,減少開關設備的壓力并延長其壽命。當前Fed PWM 控制通常用于電動驅動器和電源等高功率應用中。為了確保恒定輸出電流,PWM 信號通過修改開關信號的值周期來控制整流的開關。

生成當前Fed PWM 控制中的 PWM 信號需要持續(xù)監(jiān)測輸出當前值, 并根據(jù)參考當前值調整切換信號的值周期。 此反饋循環(huán)允許保持恒定輸出當前值, 即使輸入電壓或載荷發(fā)生變化 。

與控制三相二極管整形器的其他方法相比,當前Fed PWM控制提供了高效率、低調扭曲和對輸出流的準確控制,這有助于減少整形電路對動力系統(tǒng)的影響,但這種方法有一些限制,需要使用共振電路,作為緩沖,并適應輸入電壓頻率,以控制整形器的切換。實施共振電路可能具有挑戰(zhàn)性且費用高昂。此外,系統(tǒng)輸出電流的穩(wěn)定可能受到負荷變化的影響,這可能會限制其在某些應用中的可靠性。

最后,當前Fed PWM控制是三階段二極管修正器的有效控制方法,它提供準確的輸出當前控制和高效率,但其應用可能復雜,且容易發(fā)生負荷變化,因此,必須理解當前Fed PWM控制的原則和實施,以設計和維護高效電源電子系統(tǒng)。

SPWM Control

在SPWM中,參考波形可與高頻三角波形作比較,兩種波形之間的差異用于產(chǎn)生一系列寬度不等的脈沖。這些脈沖隨后應用到開關裝置,如MOSFETs或IGBTs,以控制輸出電壓或當前波形。SPWM通過調整參考波形和載體波形的振幅和頻率,可以產(chǎn)生高品質的正弦波形,盡量減少調頻扭曲和高功率系數(shù)。SPWM在發(fā)動機驅動器和可再生能源系統(tǒng)等應用中特別有用,因為它可以大大提高電動電子系統(tǒng)的效率和可靠性。

責任編輯：彭菁