SPWM高頻整流器的仿真

1、武漢理工大學(xué)電力裝置與系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)摘要分析單相電壓型PWM整流電路(功率因素校正電路)的工作原理和工作模式, 功率因數(shù)校正（PFC）技術(shù)誕生與20世紀(jì)80年代，它采用的是高頻開(kāi)關(guān)工作方式，具有體積小，重量輕，效率高，輸入功率因素（PF）接近的優(yōu)點(diǎn)，采用 PWM進(jìn)行控制,其中控制方法采用的是電流滯環(huán)比較法，因硬件電路簡(jiǎn)單，屬于實(shí)時(shí)控制，電流響應(yīng)快，對(duì)負(fù)載的適應(yīng)性強(qiáng)，由于不需要載波，所以輸出電壓不含特定頻率的諧波分量，另外，這種控制方式，有利于提高電壓利用率選擇適當(dāng)?shù)墓ぷ髂Ｊ胶凸ぷ鲿r(shí)序,可使PWM整流電路的輸出直流電壓得到有效的穩(wěn)定值。同時(shí)也調(diào)節(jié)了交流側(cè)電流的大小和相位,實(shí)現(xiàn)能量在交流側(cè)和直

2、流側(cè)的雙向流動(dòng),并使變流裝置獲得良好的功率因數(shù)。最后建立其Matlab的仿真模型,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性。關(guān)鍵詞：?jiǎn)蜗嚯妷盒?，PWM整流，功率因素校正，電流滯環(huán)比較法，Matlab仿真I目 錄 1 PWM控制技術(shù)21.1 PWM簡(jiǎn)介21.2 PWM控制原理和應(yīng)用21.2.1 PWM控制的基本原理21.2.2 PWM計(jì)算法和調(diào)制法31.2.3規(guī)則采樣法41.2.4 PWM跟蹤控制技術(shù)52 功率因素校正技術(shù).8 2.1功率因數(shù)(PF)的定義7 2.2功率因數(shù)校正7 2.3功率因數(shù)校正實(shí)現(xiàn)方法82.4提高功率因數(shù)的幾種方法82.4.1提高自然因數(shù)的方法82.4.2人工補(bǔ)償法83 Matlab 仿真實(shí)驗(yàn)9

3、3.1電路的工作原理93.2實(shí)驗(yàn)要求113.3Matlab仿真步驟和波形113.3.1選取器件113.3.2設(shè)置各器件的仿真參數(shù)113.3.3運(yùn)行和調(diào)試123.4仿真結(jié)論144總結(jié)與體會(huì)15參考文獻(xiàn).1 6171PWM控制技術(shù)1.1 PWM簡(jiǎn)介PWM的全稱是Pulse Width Modulation（脈沖寬度調(diào)制），它是通過(guò)改變輸出方波的占空比來(lái)改變等效的輸出電壓。廣泛地用于電動(dòng)機(jī)調(diào)速和閥門控制，比如我們現(xiàn)在的電動(dòng)車電機(jī)調(diào)速就是使用這種方式。 SPWM(Sinusoidal PWM)法是一種比較成熟的,目前使用較廣泛的PWM法.前面提到的采樣控制理論中的一個(gè)重要結(jié)論:沖量相等而形狀不同的窄脈

4、沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí),其效果基本相同.SPWM法就是以該結(jié)論為理論基礎(chǔ),用脈沖寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆變電路中開(kāi)關(guān)器件的通斷,使其輸出的脈沖電壓的面積與所希望輸出的正弦波在相應(yīng)區(qū)間內(nèi)的面積相等,通過(guò)改變調(diào)制波的頻率和幅值則可調(diào)節(jié)逆變電路輸出電壓的頻率和幅值。1.2 PWM控制原理和應(yīng)用1.2.1 PWM控制的基本原理圖1-1 形狀不同而沖量相同的各種窄脈沖 在采樣控制理論中有一個(gè)重要結(jié)論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果基本相同。沖量即指窄脈沖的面積。這里所說(shuō)的效果基本相同，是指環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同。如果把各輸出波形用傅

5、里葉變換分析，則其低頻段非常接近，僅在高頻段略有差異，例如圖a、b、c所示的三個(gè)窄脈沖形狀不同。其中如1-1a為矩形脈沖，圖1-1b為三角形脈沖，圖1-1c為正弦半波脈沖，但它們的面積都等于1,，那么，當(dāng)它們分別加在具有慣性的同一個(gè)環(huán)節(jié)上時(shí)，其輸出響應(yīng)基本相同。當(dāng)窄脈沖變?yōu)閳D1-1d的單位脈沖函數(shù) d (t)時(shí)，環(huán)節(jié)的響應(yīng)即為該環(huán)節(jié)的脈沖過(guò)渡函數(shù)。圖1-1a的電路是一個(gè)具體的例子。圖中e(t)為電壓窄脈沖，其形狀和面積分別如圖1-1a、b、c、d所示，為電路的輸入。該輸入加在可以看出慣性環(huán)節(jié)的R-L電路上，設(shè)其電路i(t)為電路的輸出，圖1-2b給出了不同的窄脈沖時(shí)i(t)的波形。從波形可以看

6、出，在i(t)的上升段，脈沖形狀不同時(shí)i(t)的形狀也略有不同，但其下降段則幾乎相同。脈沖越窄，個(gè)i(t)波形的差異也越小。如果周期性地加上述脈沖，則響應(yīng)i(t)也是周期性的用傅里葉級(jí)數(shù)分解后將可看出，圖1-2 沖量相同的各種窄脈沖的響應(yīng)波形各i(t)在低頻段的特性將非常接近，僅在高頻段有所不同。上述原理可以稱之為面積等效原理，它是PWM控制技術(shù)的重要理論基礎(chǔ)。下面分析如何用一系列等副不等寬的脈沖來(lái)代替一個(gè)正弦波。把圖1-3的正弦波分成N等份，就可以把正弦半波看成是有N個(gè)彼此相連的脈沖序列所組成的波形。這些脈沖寬度相等，都等于/N,且脈沖頂部不是水平直線，而是曲線，各脈沖的幅值按正弦規(guī)律變化。

7、如果把上述脈沖序列利用相同數(shù)量的等副而不等寬的矩形脈沖代替，使矩形脈沖的中點(diǎn)和相應(yīng)正弦波部分的中點(diǎn)重合，且使矩形脈沖相應(yīng)的正弦波部分面積相等，就得到圖b所示的脈沖序列。這就是PWM波形。可以看出，個(gè)脈沖的幅值相等，而寬度是按正弦波規(guī)律變換的。根據(jù)面積等效原理，PWM波形和正弦半波是等效的。對(duì)于正弦波的負(fù)半周，也可以用同樣的方法得到PWM波形。像這種脈沖的寬度按正弦波規(guī)律變化和正弦波等效的PWM波形，也稱為SPWM波形。圖1-3 PWM波代替正弦波要改變等效輸出正弦波的幅值時(shí)，只要按照同一比例系數(shù)改變上述各脈沖的寬度即可。PWM波形可分為等幅PWM波河不等幅PWM波兩種。由直流電源產(chǎn)生的PWM波

8、通常是等幅PWM波。如直流斬波電路。其PWM波都是又直流源產(chǎn)生的，由于直流源電源幅值基本恒定，因此PWM波是等幅的。不管什么PWM波，都是基于面積等效原理來(lái)進(jìn)行控制的，因此其本質(zhì)是形同的。1.2.2 PWM計(jì)算法和調(diào)制法 (1)計(jì)算法根據(jù)正弦波頻率、幅值和半周期脈沖數(shù)，準(zhǔn)確計(jì)算PWM波各脈沖寬度和間隔，據(jù)此控制逆變電路開(kāi)關(guān)器件的通斷，就可得到所需PWM波形繁瑣，當(dāng)輸出正弦波的頻率、幅值或相位變化時(shí)，結(jié)果都要變化。(2)調(diào)制法輸出波形作調(diào)制信號(hào)，進(jìn)行調(diào)制得到期望的PWM波。通常采用等腰三角波或鋸齒波作為載波，腰三角波應(yīng)用最多，其任一點(diǎn)水平寬度和高度成線性關(guān)系且左右對(duì)稱與任一平緩變化的調(diào)制信號(hào)波相

9、交，在交點(diǎn)控制器件通斷，就得寬度正比于信號(hào)波幅值的脈沖，符合PWM的要求，調(diào)制信號(hào)波為正弦波時(shí)，得到的就是SPWM波。調(diào)制信號(hào)不是正弦波，而是其他所需波形時(shí)，也能得到等效的PWM波。異步調(diào)制和同步調(diào)制載波比載波頻率fc與調(diào)制信號(hào)頻率fr之比，N= fc / fr。根據(jù)載波和信號(hào)波是否同步及載波比的變化情況，PWM調(diào)制方式分為異步調(diào)制和同步調(diào)制。a. 異步調(diào)制異步調(diào)制載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)不同步的調(diào)制方式。通常保持fc固定不變，當(dāng)fr變化時(shí)，載波比N是變化的，在信號(hào)波的半周期內(nèi)，PWM波的脈沖個(gè)數(shù)不固定，相位也不固定，正負(fù)半周期的脈沖不對(duì)稱，半周期內(nèi)前后1/4周期的脈沖也不對(duì)稱，當(dāng)fr較低時(shí)，N較大

10、，一周期內(nèi)脈沖數(shù)較多，脈沖不對(duì)稱產(chǎn)生的不利影響都較小，當(dāng)fr增高時(shí)，N減小，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)減少，PWM脈沖不對(duì)稱的影響就變大。b. 同步調(diào)制同步調(diào)制N等于常數(shù)，并在變頻時(shí)使載波和信號(hào)波保持同步?；就秸{(diào)制方式，fr變化時(shí)N不變，信號(hào)波一周期內(nèi)輸出脈沖數(shù)固定，下面分析，三相電路中公用一個(gè)三角波載波，圖1-4為同步調(diào)整三相PWM波形，且取N為3的整數(shù)倍，使三相輸出對(duì)稱為使一相的PWM波正負(fù)半周鏡對(duì)稱，N應(yīng)取奇數(shù)fr很低時(shí)，fc也很低，由調(diào)制帶來(lái)的諧波不易濾除，r很高時(shí)，fc會(huì)過(guò)高，使開(kāi)關(guān)器件難以承受。c.分段同步調(diào)制把fr范圍劃分成若干個(gè)頻段，每個(gè)頻段內(nèi)保持N恒定，不同頻段N不同，在fr高的頻

11、段采用較低的N，使載波頻率不致過(guò)高在fr低的頻段采用較高的N，使載波頻率不致過(guò)低為防止fc在切換點(diǎn)附近來(lái)回跳動(dòng)，采用滯后切換的方法同步調(diào)制比異步調(diào)制復(fù)雜，但用微機(jī)控制時(shí)容易實(shí)現(xiàn)可在低頻輸出時(shí)采用異步調(diào)制方式，頻輸出時(shí)切換到同步調(diào)制方式，這樣把兩者的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，和分段同步方式效果接近。 圖1-4同步調(diào)制三相PWM波形1.2.3規(guī)則采樣法 按SPWM基本原理，在正弦波和三角波的自然交流電時(shí)刻控制功率器件的通斷，這種生成SPWM波形的方法稱為自然采樣法。自然采樣法是最基本的方法，所得到的SPWM波形很接近正弦波。但這種方法要求解復(fù)雜的超越方程，在采用微機(jī)控制技術(shù)時(shí)需花費(fèi)大量的計(jì)算時(shí)間，難以在實(shí)時(shí)控

12、制中在線計(jì)算，因而在工程上實(shí)際應(yīng)用不多。工程實(shí)用方法，效果接近自然采樣法，計(jì)算量小得多，但計(jì)算量卻比自然采樣法小的多。圖1-.5為規(guī)則采樣法說(shuō)明圖。取三角波兩個(gè)正峰值之間為一個(gè)采樣周期Tc，在然采樣法中，脈沖中點(diǎn)不和三角波一周期的中點(diǎn)（即負(fù)峰點(diǎn)）重合，這樣就使計(jì)算大為簡(jiǎn)化。如圖所示，三角波的負(fù)峰時(shí)刻tD對(duì)正弦信號(hào)波采樣得D點(diǎn)，過(guò)D作水平直線和三角波分別交于A,B點(diǎn)，在在A點(diǎn)時(shí)刻tA和B點(diǎn)時(shí)刻tB控制開(kāi)關(guān)器件的通斷。脈沖寬度d 和用自然采樣法得到的脈沖寬度非常接近 。 式中，a稱為調(diào)制度，0a<1；wr為信號(hào)波角頻率。從圖可得：三角波一周期內(nèi)，脈沖兩邊間隙寬度： 圖1-5 規(guī)則采樣法1.2

13、.4 PWM跟蹤控制技術(shù) 把希望輸出的波形作為指令信號(hào)，把實(shí)際波形作為反饋信號(hào)，通過(guò)兩者的瞬時(shí)值比較來(lái),決定逆變電路各開(kāi)關(guān)器件的通斷，使實(shí)際的輸出跟蹤指令信號(hào)變化。常用的有滯環(huán)比較方式和三角波比較方式。(1)滯環(huán)比較方式圖1-6 滯環(huán)比較法控制的原理框圖基本原理是：電壓外環(huán)的任務(wù)是得到可以實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的電感電流指令值i*L,給定輸出電壓u*o減去測(cè)量到的實(shí)際輸出電壓uo的差值，經(jīng)PI調(diào)節(jié)器后輸出電感電流的幅值指令I(lǐng)*L，測(cè)量到的整流橋出口電壓ud除以其幅值Um后，可以得到表示ud波形的量Ud，Ud為幅值為1的正弦波，相位與ud相同，I*L與u*d相乘，便可以得到電感電流的指令值i*L。i*L為

14、與ud同相位的正弦半波電流，其幅值可控制直流電壓uo的大小。電流內(nèi)環(huán)的任務(wù)是通過(guò)控制開(kāi)關(guān)管Q的通斷，使實(shí)際的電感電流iL跟蹤其指令值i*L。此處采用滯環(huán)控制方法。根據(jù)電感電流的公式，當(dāng)Q導(dǎo)通是電感電流增大，二當(dāng)Q關(guān)斷時(shí)電感電流減小。令i*L減去iL。若差值ilmin（Ilmin<0），則令Q關(guān)斷，以減小iL。通過(guò)滯環(huán)控制，可以保證實(shí)際的電感電流iL在其指令值i*L附近波動(dòng)，波動(dòng)的大小與滯環(huán)寬度有個(gè)，即與設(shè)定的iLmax和iLmin有關(guān)。(2)三角波比較方式基本原理是：通常把三角波作為載波uc，調(diào)制信號(hào)作為信號(hào)波ur，兩種進(jìn)行比較產(chǎn)生脈沖波，來(lái)作為可控器件的脈沖信號(hào)，具體不再詳細(xì)闡述。2

15、功率因素校正技術(shù)2.1功率因數(shù)(PF)的定義功率因數(shù)(PF)是指交流輸入有功功率(P)與輸入視在功率(S)的比值。即 （1）式(1)中：為輸入基波電流有效值； (2) 為輸入電流失真系數(shù)； 為輸入電流有效值；cos為基波電壓與基波電流之間的相移因數(shù)。可見(jiàn)PF由和cos決定。cos低，則表示用電電器設(shè)備的無(wú)功功率大，設(shè)備利用率低，導(dǎo)線、變壓器繞組損耗大。值低，則表示輸入電流諧波分量大，對(duì)電網(wǎng)造成污染，嚴(yán)重時(shí)，對(duì)三相四線制供電還會(huì)造成中線電位偏移，致使用電電器設(shè)備損壞。由于常規(guī)整流裝置使用晶閘管或二極管，整流器件的導(dǎo)通角遠(yuǎn)小于180°，從而產(chǎn)生大量諧波電流成分，而諧波電流不做功，只有基波

16、電流做功，功率因數(shù)很低。2.2功率因數(shù)校正 交流輸入電源經(jīng)整流和濾波后，非線性負(fù)載使得輸入電流波形畸變，輸入電流呈脈沖波形，含有大量的諧波分量，使得功率因數(shù)很低。由此帶來(lái)的問(wèn)題是：諧波電流污染電網(wǎng)，干擾其他用電設(shè)備；在輸入功率一定的條件下，輸入電流較大，必須增大輸入斷路器和電源線的量；三相四線制供電時(shí)中線中的電流較大，由于中線中無(wú)過(guò)流防護(hù)裝置，有可能過(guò)熱甚至著火。為此，沒(méi)有功率因數(shù)校正電路的開(kāi)關(guān)電源被逐漸限制應(yīng)用。因此，開(kāi)關(guān)電源必須減小諧波分量，提高功率因數(shù)。提高功率因數(shù)對(duì)于降低能源消耗，減小電源設(shè)備的體積和重量，縮小導(dǎo)線截面積，減弱電源設(shè)備對(duì)外輻射和傳導(dǎo)干擾都具有重大意義。所以，設(shè)有功率因數(shù)

17、校正電路使功率因數(shù)近于1的開(kāi)關(guān)電源得到迅速的發(fā)展。 功率因數(shù)校正，就是將畸變電流校正為正弦電流，并使之與電壓同相位，從而使功率因數(shù)接近于1。2.3功率因數(shù)校正實(shí)現(xiàn)方法由式(1)可知，要提高功率因數(shù)有兩個(gè)途徑，即使輸入電壓、輸入電流同相位；使輸入電流正弦化。利用功率因數(shù)校正技術(shù)可以使交流輸入電流波形完全跟蹤交流輸入電壓波形，使輸入電流波形呈純正弦波，并且和輸入電壓同相位，此時(shí)整流器的負(fù)載可等效為純電阻。功率因數(shù)校正電路分為有源和無(wú)源兩類。無(wú)源校正電路通常由大容量的電感、電容組成。雖然無(wú)源功率因數(shù)校正電路得到的功率因數(shù)不如有源功率因數(shù)校正電路高，但仍然可以使功率因數(shù)提高到o708，因而在中小功率電

18、源中被廣泛采用。有源功率因數(shù)校正電路自上世紀(jì)90年代以來(lái)得到了迅速推廣。它是在橋式整流器與輸出電容濾波器之間加入一個(gè)功率變換電路，使功率因數(shù)接近1。有源功率因數(shù)校正電路工作于高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài)，體積小、重量輕，比無(wú)源功率因數(shù)校正電路效率高。本文主要討論有源功率因數(shù)校正方法。2.4提高功率因數(shù)的幾種方法2.4.1提高自然因數(shù)的方法：(1). 恰當(dāng)選擇電動(dòng)機(jī)容量，減少電動(dòng)機(jī)無(wú)功消耗，防止“大馬拉小車”。(2). 對(duì)平均負(fù)荷小于其額定容量40%左右的輕載電動(dòng)機(jī)，可將線圈改為三角形接法（或自動(dòng)轉(zhuǎn)換）。(3). 避免電機(jī)或設(shè)備空載運(yùn)行。(4). 合理配置變壓器，恰當(dāng)?shù)剡x擇其容量。(5). 調(diào)整生產(chǎn)班次，均衡用

19、電負(fù)荷，提高用電負(fù)荷率。(6). 改善配電線路布局，避免曲折迂回等。2.4.2人工補(bǔ)償法：實(shí)際中可使用電路電容器或調(diào)相機(jī)，一般多采用電力電容器補(bǔ)嘗無(wú)功，即：在感性負(fù)載上并聯(lián)電容器，在感性負(fù)載上并聯(lián)電容器的方法可用電容器的無(wú)功功率來(lái)補(bǔ)償感性負(fù)載的無(wú)功功率，從而減少甚至消除感性負(fù)載于電源之間原有的能量交換。在交流電路中，純電阻電路，負(fù)載中的電流與電壓同相位，純電感負(fù)載中的電流滯后于電壓90º，而純電容的電流則超前于電壓90º，電容中的電流與電感中的電流相差180º，能相互抵消。電力系統(tǒng)中的負(fù)載大部分是感性的，因此總電流將滯后電壓一個(gè)角度，如圖1所示，將并聯(lián)電容器與負(fù)載

20、并聯(lián)，則電容器的電流將抵消一部分電感電流，從而使總電流減小，功率因數(shù)將提高。3 Matlab 仿真實(shí)驗(yàn)3.1電路的工作原理有源功率因素校正（Active Power Factor Correction，APFC）電路。是指在傳統(tǒng)的不控整流中融入有源器件，使得交流側(cè)電流在一定程度上正弦化，從而減小裝置的非線性，改變功率因數(shù)的一種高頻整流電路?；镜膯蜗郃PFC電路在單相橋式不可控整流器和負(fù)載電阻之間增加一個(gè)DC-DC功率變換電路，通常采用Boost電路。通過(guò)適當(dāng)?shù)目刂艬oost電路中開(kāi)關(guān)管的通斷，將整流器的輸入電流校正成為與電網(wǎng)電壓相同相位的正弦波，消除諧波和無(wú)功電流，將電網(wǎng)功率因素提高到近似1

21、，其電路圖如圖4-1所示：假定開(kāi)關(guān)頻率足夠高，保證電感L的電流連續(xù)：輸入電容C足夠大。輸入電壓uo可以為是恒定直流電壓，電網(wǎng)電壓ui為理想正弦，即ui=Umsint，則不可控整流橋的輸入電壓ud為正弦半波。ud=Um。 圖4-1 APFC電路原理圖當(dāng)開(kāi)關(guān)管Q導(dǎo)通時(shí)，ud對(duì)電感充電，電感電流增加，電容C向負(fù)載放電，當(dāng)Q關(guān)斷，二極管D導(dǎo)通時(shí)，電感兩端電壓UL反向，ud和UL對(duì)電容充電，電感電流iL減小。電感電流滿足：L=UL = 通過(guò)控制Q的通斷，即調(diào)節(jié)占空比D,可以控制電感電流iL。若能控制iL近似為正弦半波電流，且與ud同相位，則整流橋交流側(cè)電流ii也近似為正弦電流，且與電網(wǎng)電壓ui同相位，即

22、可達(dá)到功率因素校正的目的，維持需要引入閉環(huán)控制。 控制器必須實(shí)現(xiàn)以下兩個(gè)要求：一是實(shí)現(xiàn)輸入直流電壓uo的調(diào)節(jié)，使其達(dá)到給定值：二是保證網(wǎng)側(cè)電路正弦化，且功率因素為1。即在穩(wěn)定輸出電壓uo的情況下。使電感電流iL與ud波形相同。采用電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)的單相APFC雙閉環(huán)控制原理如圖4-2。電壓外環(huán)的任務(wù)是得到可以實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的電感電流指令值i*L,給定輸出電壓u*o減去測(cè)量到的實(shí)際輸出電壓uo的差值，經(jīng)PI調(diào)節(jié)器后輸出電感電流的幅值指令I(lǐng)*L ，測(cè)量到的整流橋出口電壓ud除以其幅值Um后，可以得到表示ud波形的量Ud，Ud為幅值為1的正弦波，相位與ud相同，I*L與u*d相乘，便可以得到電感電流

23、的指令值i*L。i*L為與ud同相位的正弦半波電流，其幅值可控制直流電壓uo的大小。電流內(nèi)環(huán)的任務(wù)是通過(guò)控制開(kāi)關(guān)管Q的通斷，使實(shí)際的電感電流iL跟蹤其指令值i*L。此處采用滯環(huán)控制方法。根據(jù)電感電流的公式，當(dāng)Q導(dǎo)通是電感電流增大，當(dāng)Q關(guān)斷時(shí)電感電流減小。令i*L減去iL。若差值iL<0，則令Q關(guān)斷，以減小iL。通過(guò)滯環(huán)控制，反之，iL>0，令Q導(dǎo)通，以增大iL，可以保證實(shí)際的電感電流iL在其指令值i*L附近波動(dòng)，波動(dòng)的大小與滯環(huán)寬度有個(gè)，即與設(shè)定的iLmax和iLmin有關(guān)。圖4-2 APFC控制框圖3.2實(shí)驗(yàn)要求理解Boost電路工作原理，完成功率因素校正的仿真任務(wù)，使電源功率因

24、素達(dá)到0.95以上；電源主要指標(biāo)：輸入電壓：?jiǎn)蜗?20V（1±15%），50HZ；輸出直流電壓400V(1±15%);較好地完成整流任務(wù)。3.3Matlab仿真步驟和波形3.3.1選取器件在simulik中的SimPowerSystems中選取以下仿真器件PID Control（PID調(diào)節(jié)器）、Relay（滯環(huán)比較器）、單相AC電壓源、電流和電壓測(cè)量表、Universal Bridge（通用橋電路）、Mosfet（金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管）、Diode（電力二極管）、Gain（濾波器）、SEries RLC Rranch（RLC器件）、Product（乘法器）、Cons

25、tant（常數(shù)）、Scope（示波器）、Divide(除法器)、Powergui（仿真的工作環(huán)境）、Display（顯示器）、Discrete Mean value（離散平均值測(cè)量器）、Active & Reactive Power（功率測(cè)量器），得到如圖所示的仿真電路圖。 圖4-3 Matlab整流電路仿真電路圖3.3.2設(shè)置各器件的仿真參數(shù)輸入電壓（網(wǎng)側(cè)電壓）有效值為220V, 頻率為50HZ；輸出電壓指令u*o為400V：電感L=6mH,電容C=320uF：負(fù)載電阻R=160：在二極管整流橋中，Rs=1e-6F,Cs=1e-6F,Ron=0，Vf=0；開(kāi)關(guān)管Q采用MOSFET,Ron=0.001，Lon=0。Rd=0.01，Vf=0，Ic=0，Rs=1e5，Cs=inf；Boost電路中二極管參數(shù)，Ron=0.001,Lon=0,Vf=0.8V,Ic=0,Rs=500,Cs=250e-9F,。3.3.3運(yùn)行和調(diào)試輸出電壓波形uo如圖所示：圖4-4 輸出電壓uo的仿真波形圖4-5 ui和ii的仿真波形圖4-6 Ud和iL的波形 圖4-7 功率因素仿真波形若將滯環(huán)比較器的寬度設(shè)置-0.5 0.5。波形的紋度會(huì)減小，寬度為-0.5 0.5與寬度為-1 1波形比較，功率因素會(huì)提高一些。3.4仿真結(jié)論根據(jù)ud和iL的仿真波形如圖所示：從波形可以看出ud和iL