PWM控制技术解析：从基本原理到逆变电路应用

"单相APFC（有源功率因数校正）技术主要涉及功率转换和电能质量的优化。这种技术常用于电力电子设备中，通过升压斩波器将输入电压提升到超过交流电压峰值，以便后续处理。在需要低压输出时，系统会添加一个降压斩波器。APFC的主要控制目标是使交流侧电流变得接近正弦波形，并与电压相位保持一致，从而提高功率因数，减少对电网的谐波污染。 PWM（脉宽调制）是实现这一目标的关键技术。PWM是一种通过调整脉冲宽度来改变输出平均电压或电流的技术，其基本思想源于通信技术，并依赖于全控型器件，如IGBT或MOSFET。PWM的优势在于能够模拟各种波形，因此在电力电子设备中广泛应用，包括整流、斩波、交交变流、逆变以及组合变流等。它在提高装置性能、减少无功补偿和谐波吸收方面起着重要作用。 PWM控制技术的核心是冲量面积等效原理，即不同宽度但总能量相同的脉冲序列在大惯性系统中的效果大致相等。例如，在SPWM（正弦脉宽调制）中，通过比较参考正弦波和三角载波，可以生成模拟正弦波形的PWM波。PWM波可以是电压波，也可以是电流波，具体取决于应用。对于电流型逆变电路，PWM控制会产生PWM电流波。 PWM逆变电路是PWM技术应用最广泛的领域，尤其是在中小功率的逆变系统中。逆变电路的控制方法包括计算法和调制法。计算法是根据期望的正弦波参数精确计算脉冲宽度，适用于消除特定谐波，但当输出参数变化时，计算也需要相应调整。相比之下，三角载波调制法则更为直观，通过比较参考信号和三角载波来确定脉冲宽度，这种方法实现简单，易于硬件执行，但可能在软件实现时遇到挑战。 单相APFC结合PWM技术，可以有效提高电力系统的效率和电能质量，广泛应用于各种电源转换设备，如家电、计算机电源和工业设备等。通过精确的PWM控制，可以确保交流侧电流接近正弦波形，与电压同相，从而达到功率因数校正的目的。