Большинство приложений преобразования энергии состоят из ступени преобразования переменного тока в постоянный, и этот выход постоянного тока затем используется для дальнейших ступеней. Преобразователь переменного тока в постоянный является неотъемлемой частью большей части электронного оборудования, так как большая часть этого оборудования питается от постоянного тока [1]. Обычно для преобразования переменного тока в постоянный используется выпрямительный диодный мост. Для уменьшения пульсаций выходного напряжения на выходе выпрямителя используется подходящий фильтрующий конденсатор. Конденсатор фильтра потребляет пиковый ток от источника питания, так как он заряжается только в течение короткого промежутка времени в течение полупериода. Следовательно, ток, потребляемый диодным выпрямителем, не является синусоидальным по своей природе. Из-за несинусоидального характера входного тока коэффициент нелинейных искажений будет очень высоким, а входной коэффициент мощности также будет низким.

Выпрямитель с ШИМ представляет собой преобразователь мощности переменного тока в постоянный, который реализован с использованием устройств силовой электроники с принудительной коммутацией, таких как биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) или тиристоры с запирающим затвором (GTO), которые характеризуются работой в режиме переключения. Возможность формирования синусоидальных токов обеспечивается введением сложной техники, называемой широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Этот метод обеспечивает последовательности широтно-модулированных импульсов для управления переключателями питания. Многие методы ШИМ были разработаны в соответствии со специальными требованиями и критериями оптимизации.

Выбор конкретного метода ШИМ зависит от желаемой производительности синхронных выпрямителей. Обычно методы широтно-импульсной модуляции для преобразователей частоты могут быть классифицированы как синусоидальная ШИМ на основе несущей, ШИМ с полосой гистерезиса и ШИМ с пространственным вектором, ШИМ с подавлением выбранных гармоник, ШИМ с минимальной пульсацией тока, синусоидальная ШИМ с мгновенным управлением током и случайная ШИМ. Основными характеристиками выпрямителя с широтно-импульсной модуляцией являются следующие: двунаправленный поток мощности, входной ток близок к синусоидальному, регулирование входного коэффициента мощности до единицы и стабилизация напряжения (или тока) в звене постоянного тока. В настоящее время биполярные транзисторы с изолированным затвором являются типичными переключающими устройствами.

В отличие от выпрямителей с диодным мостом, выпрямители с ШИМ обеспечивают двунаправленный поток мощности. В преобразователях частоты это свойство позволяет выполнять рекуперативное торможение. Выпрямители с ШИМ также используются в устройствах распределенной выработки электроэнергии, таких как микротурбины, топливные элементы и ветряные мельницы.

Основным преимуществом использования метода широтно-импульсной модуляции является уменьшение гармоник более высокого порядка, и мы также можем контролировать величину выходного напряжения. Мы также можем улучшить коэффициент мощности, заставив переключатели следовать форме сигнала входного напряжения, используя контур фазовой автоподстройки частоты.

Если у вас есть какие-либо требования или какие-либо вопросы относительно решений для зарядных устройств для ваших приложений, не стесняйтесь обращаться к нашей специальной команде в любое время по адресу marketing@everexceed.com .