1课题研究背景

目前，随着传统能源的日益枯竭，各国的能源供不应求；同时，化石能源对环境产生了大量的污染。在这种大环境下，新能源得到了有效的发展，其中以我们日常最常见的电能为代表。所以在大力发展电能的同时，如何高效的利用电能是世界各国普遍关注的问题，而这就需要对传统的电力电子变流装置进行改良与优化。

在传统电力系统中，传统的二极管整流和相控整流占主要部分，而它们需要电网提供大量的无功功率，会给电网带来严重的谐波污染，影响电网的安全运行和其它电子设备的正常工作，降低了电能的有效利用率[1]。

为了解决这种问题，出现了以脉宽调制(PWM)控制为基础的各种变流装置，比如变频器，逆变电源，高频开关电源以及各类特种变流器等，电力电子装置在国民经济各领域中取得了广泛的应用。但是，电力电子装置的大量使用也带来了一些不可忽视的问题，由于会对电网注入了大量谐波及无功，因而造成了严重的电网“污染”。

为了解决“污染”，学术界将 PWM 技术引入到整流器中，实现整流器网侧电流正弦化和单位功率因数，并获得高质量的直流电压，PFC 技术和 PWM 整流技术已成为治理谐波和无功的主流 [2]。

2 国内外研究现状分析

PWM技术研究兴起于20世纪80年代，由于同时期出现的全控型开关器件的应用推广，引起学界的广泛关注。在80年代初，学者 Busse Alfred 与 HoltzJoachim 率先发现全桥拓扑，两人成功实现网侧电流正弦化。随后又有各研究学者相继在控制策略上有所成就，从电流型到电压型拓扑的转换，从系统连续到离散的数学模型的飞跃，PWM 整流器上升的高度引起各专家学者的研究兴趣，成为电力电子领域研究的热点，拓扑结构和控制方式不断延伸，被应用于各个领域中研究，相关技术和应用的研究，又进一步相互推动了其拓扑和控制技术的发展和完善[3]。

关于PWM技术的研究主要体现在以下几个方面：

1.关于PWM整流器数学模型的研究

PWM整流器数学模型的研究是PWM整流器及其控制技术的基础。A. W.Green 提出了基于坐标变换PWM整流器连续、离散动态数学模型，R.Wu 和 S.B.Dewan 等较为系统地建立了PWM整流器的时域模型，并将时域模型分解成高频和低频模型，且给出了相应的时域解。而 ChunT.Rim 和 Dong Y.Hu 等则利用局部电路的 dq 坐标变换建立了 PWM 整流器基于变压器的低频等效模型电路，并给出了稳态、动态特性分析。在此基础上，HengchunMao 等人建立了一种新颖的降阶小信号模型，从而简化了 PWM整流器的数学模型及特性分析[4]。