单相PWM整流器DQ变换模拟电路设计与双环控制实证

本文主要探讨了单相PWM整流器的DQ变换控制模拟电路设计，这是一种常用的策略来简化控制器设计，特别是针对系统中有功和无功功率的解耦问题。传统的PWM整流器控制中，数字控制由于AD转换的量化误差和采样计算延迟可能影响控制精度和系统带宽，因此，作者提出了一种新颖的解决方案。 首先，文章介绍了单相PWM整流器的基本拓扑结构，包括电源电压、网测电流、直流输出电流以及电感和电阻元件。为了实现有功和无功的独立控制，传统的DQ坐标系双环控制策略被引用，并在文中进行了改进，通过全通滤波器实现了相位延时，使得虚拟正交量得以构建，这在模拟电路设计中具有重要意义。 作者设计了一种基于全通滤波器的模拟电路，利用运算放大器构建了坐标变换电路，从而能够在旋转的DQ坐标系下进行有效的双环控制。电压环和电流环的补偿器参数设计也是关键部分，它们根据系统模型进行优化，以确保控制的稳定性和准确性。 文章详尽地描述了延时电路、DQ变换与反变换电路、补偿器电路、运算电路以及PWM调制电路的具体设计方法。延时电路通过全通滤波器确保了所需相位延迟，而DQ变换电路则实现了电流和电压之间的转换，这对于模拟实现双环控制至关重要。 最后，通过实验验证了所提出的坐标变换电路和补偿器参数设计的有效性，证明了这种方法能够有效地提高单相PWM整流器的控制性能，减少量化误差和系统振荡的风险，同时保持了良好的功率因数和电流质量。 这篇文章深入研究了单相PWM整流器的模拟控制技术，强调了坐标变换在简化控制设计中的作用，以及如何通过模拟电路实现这一高级控制策略，为实际应用提供了实用的解决方案。