摘 要

近年来，以全控开关器件IGBT作为开关管的PWM高频整流器被广泛应用。这有赖于其克服了二极管整流电路以及晶闸管整流电路的弊端且拥有电能利用率高，能在四象限的范围内运行以及高功率因数低谐波含量的优点。

论文主要研究了高功率整流器的基本原理以及结构，对电压型PWM做了重点分析，尤其是对于三相六开关电压型升压式（Boost） SPWM PFC高频整流器进行分析以及分析PWM整流器的一些常用的控制方法，PFC校正器的控制等。

本文借助了计算机软件matlab对三相六开关电压型Boost SPWM高频整流器进行了仿真模拟，从而了解到了高功率整流器的基本原理，结构及其作用，在对其的控制方法进行了比较，我们所选用的控制方法为其的控制带来了便利。

对三相六开关电压型Boost SPWM高频整流器的研究与仿真的结果表明了此整流器确实具有功率因数高，谐波含量低的优点，解决了传统整流器所出现的问题，其具有良好的使用价值。

通过对三相六开关电压型Boost SPWM高频整流器的研究，我们了解到了其为最适合于高频无变压器UPS应用的一种整流器，也是学术界认为最有发展前途的一种整流器。

关键词：三相六开关电压型高频整流器；PWM；PFC

Abstract

In recent years, to the full control of switching devices IGBT as a switch PWM high frequency rectifier is widely used. This depends on its overcoming the drawbacks of the diode rectifier circuit and the thyristor rectifier circuit and has the advantage of high power utilization, high four-quadrant operation and high power factor low harmonic content.

This paper mainly studies the basic principle and structure of high power rectifier, and analyzes the voltage type PWM, especially for the three-phase six-switch voltage booster (Boost) SPWM PFC high frequency rectifier and the analysis of some of the PWM rectifier Commonly used control methods, PFC corrector control.

In this paper, the three-phase six-switch voltage Boost SPWM high-frequency rectifier is simulated by means of computer software matlab, and the basic principle, structure and function of high power rectifier are compared. The selected control method facilitates its control.

The research and simulation results of three-phase six-switch voltage Boost SPWM high frequency rectifier show that this rectifier does have the advantages of high power factor and low harmonic content, which solves the problems of traditional rectifier and has good use value The

Through the study of three-phase six-switch voltage Boost SPWM high-frequency rectifier, we understand that it is the most suitable for high-frequency transformerless transformer UPS application of a rectifier, is also the most promising in the academic field of a rectifier.

Key words: three-phase six-switch voltage-type high-frequency rectifier; PWM; PFC

目录

第1章绪论 1

1.1文章的基本思路 1

1.2整流技术的发展过程 1

第2章 PWM整流器的理论基础 3

2.1 PWM控制理论的含义、发展与原理 3

2.1.1 PWM 控制理论的含义与发展 3

2.1.2 PWM控制理论的原理与方法 3

2.2高功率因数整流器的含义以及PWM整流器分类 4

PWM开关 4

调制电平 4

2.3 PFC技术的含义 4

2.4 三相高频IGBT SPWM PFC整流器的定义、分类与特点 5

2.4.1定义 5

2.4.2分类 5

2.4.3特点 6

第3章 三相六开关电压型Boost SPWM高频整流器 8

3.1 单相电压型升压式 IGBT SPWM高频整流器的分析 8

3.2三相六开关电压型Boost SPWM高频整流器的工作原理 11

3.2.1整流器工作模式的分析 11

3.2.2输入功率因数与双向工作的分析 17

3.2.3输入功率因数等于1的参数关系 19

3.3高频整流器的参数计算 21

3.3.1直流输出电压的调节与Cd的计算 21

3.3.2直流输出电流的计算 23

3.3.3交流输入电流的谐波分析和L的计算 23

3.4控制电路的分析 24

3.4.1相电压的二电平SPWM控制方法 24

3.4.2线电压的三电平SPWM控制 25

3.4.3 高频整流器的传统控制电路 26

3.4.4 高频整流器的直接电流控制电路的节能改正 28

第4章仿真与结论 30

总结 33

参考文献 34

附录 35

致谢 36

第1章绪论

1.1文章的基本思路

电源作为电网的负载，随着变流装置容量的不断增加，提高电源输入功率因数对电网有着重要的意义。PWM高频整流器作为有源功率因数校正器，可实现功能双向传递，电路性能稳定应用前景良好。

对于电压型PWM高频整流电路的研究思路如下：

1. 了解单位功率因数变流器（高功率因数整流器）的含义与发展
2. 了解三相高频IGBT SPWM PFC整流器的含义、分类以及为何选用三相六开关电压型Boost SPWM高频整流器
3. 单相Boost SPWM PFC电路的分析
4. 三相六开关电压型Boost SPWM PFC高频整流器的基本工作原理其中包括工作状态分析、高频整流器的市电输入功率因数与双向工作、输入功率因数等于1的参数关系以及功率因数等于1的向量图
5. 三相六开关电压型Boost SPWM高频整流器的参数计算
6. 三相六开关电压型Boost SPWM高频整流器的控制，以及其传统的控制电路
7. 具体的线电压控制的分析与控制图
8. 仿真

本论文的总体结构为第1章绪论，第2章基本的基础知识包含以上的（1）（2）（3）点，第3章对三相六开关电压型Boost SPWM高频整流器进行介绍分析包含以上（4）（5）（6）（7）（8），第4章为仿真

1.2整流技术的发展过程

传统电力电子装置一般通过整流器与电网接口。典型的有二极管的不控整流、晶闸管的相控整流。对于二极管的不控整流来说，由于其的不控性，所以电路中含有大量谐波，造成电能浪费的现象。对晶闸管来说，由于它可以通过控制晶闸管的导通角度来得到不同的直流电它的制造容量较大，其一度占领了直流调速系统的市场但是晶闸管存在着换向重叠角，换向的时候会产生电压缺口，使电压的输出波形畸变，污染电网。总结的来说晶闸管或者二极管整流器都会存在以下缺点：

1. 输入电流的谐波含量高
2. 输入功率因数低
3. 因为整流器的输入电流比较大，使整流器的效率降低
4. 使交流侧电网电压产生畸形

目前，电力电子装置是整流电路中主要的谐波来源，成为电力公害。