安秒平衡在单相整流器纹波分析中的应用

1. 占空比表达式

  单相PWM整流器的拓扑如图所示，四个开关管S1~S4。采用双极性调制，S1与S4开关信号一样，S2和S3开关信号相同，两者互补。假设调制度表达式 m=Vgm /Vo。S1占空比表达式为D(S1)=0.5m*sinwt+0.5，D(S2)=-0.5m*sinwt+0.5。

  采用单极性调制时，正半周S1一直导通，S4和S3的占空比分别是：D(S4)=m*sinwt，D(S3)=1- m*sinwt。负半周S2一直导通，S3和S4的占空比分别是：D(S3)= -m*sinwt，D(S4)= 1+m*sinwt。

2. 安秒平衡

  双极性调制，电容电流在一个开关周期的增量：Δ(Ic)=(Ig-Io)*(0.5*m*sinwt + 0.5) - (Ig+Io)*(-0.5m*sinwt +0.5) = Ig*m*sinwt - Io。
  假设Ig=Igm*m*sinwt，Io=Vgm*Igm/(2*Vo)，则Δ(Ic)=Ig*m*sinwt - Io= Igm*(m*sinwt*sinwt - 0.5*m) = -0.5*Igm*m*cos(2wt)。
  电容电荷量增量和电容电压增量表达式分别是：Δ(Q) =∫Δ(Ic)dt = -Igm*m*sin(2wt)/(4*w)，Δ(U) =∫Δ(Ic)dt /C= -Igm*m*sin(2wt)/(4*w*C)。
  仿真波形如图所示，Igm=20，C=5e-4，m=0.75，w=314，Δ(U) =-24sin(2wt)。和仿真波形基本一致，因此可知纹波的频率是100Hz。

  如果采用单极性调制，Δ(Ic)=(Ig-Io)*(m*sinwt ) - (Io)*(1-m*sinwt) = Ig*m*sinwt - Io。结果和双极性调制一样。

3. 拓展

  单相半桥PWM整流器的工作模式和全桥整流器不同，正半周上电容有充有放，下电容一直在放电。分析方法和全桥整流器一样，但是表达式不同。

4. 反馈与建议

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