单相PWM整流器工作原理与调制方向判断

1. PWM整流器的几种工作模态

  对于PWM整流器的工作模态，分为单极性（6种）和双极性（4种），多余的两种就是开关管和二极管导通的状态，这种状态下Uab等于0，而由于双极性不存在这种工作模式，因此Uab仅会为Uab或者-Uab。详细分析见贺博的硕士论文单相 PWM 整流器的研究
。

2. 不同工作模式下电感和电容充放电情况

  由于工作模态很多，此处仅针对两种典型情况进行分析，其他状况可以参照此分析方法。注意：电容电压均高于Us幅值。
  这种工作模式下UL<0，is的瞬时值是减小的，如果此时is>0,则is的绝对值减小，根据$Q=0.5L{I}^2$可以得知此时电感是放能，而由于is>0，给电容正向充电，因此，电容充能；如果此时is<0，由于UL<0，is的瞬时值是减小的，因此is的绝对值增大。电感充能，由于is<0，给电容反向充电，电容放能。

  这种工作模式下UL>0，is的瞬时值是的，如果此时is>0,则is的绝对值增大，根据$Q=0.5L{I}^2$可以得知此时电感是充能，而由于is>0，给电容反向充电，因此，电容放能；如果此时is<0，由于UL>0，is的瞬时值是增大的，因此is的绝对值减小。电感放能，由于is<0，给电容正向充电，电容充能。

3. 不同接线和参考电流方向下调制方向的确定

  如果从Uab的接线方向看分为两种，如果从is参考方向看也分为两种。接下来我就几种典型状况进行分析。

  这种接线模式下，首先确定电流环的调制，假设is小于is，此时若要is瞬时值增大，则应该增大S2和S3的占空比，减小S1和S4的占空比，我们看到控制框图中确实是对is的PI输出取了负号，这里是必须取负号的，因为uab与三角波比较的结果直接控制S1和S4*，否则电流环是不可能闭上的，这里加上Us只是防止引入Us的扰动，不会影响电流环的稳定性。
  至于电压环输出的正负，这里看交流电源正极为例，一定是取流入节点a，才会给电容充电，也就是说，电压环的输出和网侧电流的参考方向有关，此处如果is定义时流入交流电源为正，那么电压环输出请务必加上负号，才是作为is*，可以简单的考虑为交流电源发出有功功率给电容充电，使电容电压上升。

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