文档介绍：课程名称
PWM整流电路的仿真
课程设计的内容，指标内容及要求，应完成的任务
本课程设计是要设计一个 PWM整流电路，而我们选择设计单相全桥PWM整流电路，对于全桥电路来说，直流侧电容只要一个就可以了，交流侧电感和电阻是电路正常工变电路控制输出电压相类似，可在 PWM 整流电路的交流输入端AB之间产生一个正弦波调制 PWM波Uab, Uab中除了含有与电源同频率的基波分量外，还含有与开关频率有关
的高次谐波。由于电感 Ls的滤波作用，这些高次谐波电压只会使交流电流Is产生很小的脉动。如果忽略这种脉动，Is为频率与电源频率相同的正弦波。在交流电源电压 Us一定时，Is的幅值和相位由Uab 中基波分量的幅值及其与us的相位差决定。改变Uab中基波分量的幅值和相位，就可以使Is与Us同相位。
■
等
■9
4
2、控制电路
u*d + 中 4
PI
id
彳 sinf(t+273)
7 (k=0,1,2)u_
MxHM^XH-^
R L
叫Uc
；；cos(t+2C/3)
T (k=012)
控制原理：单极性PWM控制方式（单相桥逆变）在 ur和uc的交点时刻控制MOSFET勺通断,ur正半周，V1保持通，V2保持断，当ur>uc 时使V4通，V3断，uo=Ud,当ur<uc时使V4断，V3通，uo=0,ur负半周，V1保持断，V2保持通，当ur<uc时使V3通，V4断，uo=-Ud,当ur>uc 时使V3断，V4通，uo=0虚线uof表示uo的基波分量。
3、驱动电路
%
R
MOSFET
由20V
「1
4
任 rg 8 20V J
o+JZ
xcc
o -
-7
cc ,
说明：驱动电路，是电力电子主电路与控制电路之间的接口，良好的驱动电路使电力电子器件工作在较理想的开关状态，缩短开关时间, 减小开关损耗，对装置的运行效率、可靠性和安全性都有重要的意义，
一些保护措施也往往设在驱动电路中，或通过驱动电路实现，专为驱动电力MOSFETM设计的混合集成电路有三菱公司的 M57918L,其输入信号电流幅值为16mA,输出最大月^冲电流为+2A和-3A,输出驱动电压+ 15V和-10V。如图所示驱动电路的工作原理当无输入信号时高
速放大器A输出负电平，V3导通输出负驱动电压，当有输入信号时A 输出正电平，V2导通输出正驱动电压。
4、保护电路
说明：1）防止栅极di/dt过高：由于采用驱动芯片，具输出阻抗较低，直接驱动功率管会引起驱动的功率管快速的开通和关断，有可能造成功率管漏源极间的电压震荡，或者有可能造成功率管遭受过高的di/dt而引起误导通。为避免上述现象的发生，通常在MOS驱动器的输出与MOS管的栅极之间串联一个电阻，电阻的大小一般选取几十欧姆。
2）防止栅源极间过电压由于栅极与源极的阻抗很高，漏极与源极间的电压突变会通过极间电容耦合到栅极而产生相当高的栅源尖峰电压，此电压会使很薄的栅源氧化层击穿，同时栅极很容易积累电荷也会使栅源氧化层击穿，所以要在
MOS管栅极并联稳压管以限制栅极电压在稳压管稳压值以下，保护 MOS管不被击
穿，MOS管栅极并联电阻是为了释放栅极电荷，不让电荷积累。
3）防护漏源极之间过电压虽然漏源击穿电压VDS-般都很大，但如果漏源极不加保护电路，同样有可能因为器件开关瞬间电流的突变而产生漏极尖峰电压，进而损坏MOS管，功率管开关速度越快，产生的过电压也就越高。为了防止器件损坏，通常采用齐纳二极管钳位和RC缓冲电路等保护措施。
当电流过大或者发生短路时，功率 MOSFETS极与源极之间的电流会迅速增加并超过额定值，必须在过流极限值所规定的时间内关断功率MOSFET否则器件将被烧坏，因此在主回路增加电流采样保护电路，当电流到达一定值，通过保护电路关闭驱动电路来保护MOSFET管。当电流过大或者发生短路时，功率 MOSFET 漏极与源极之间的电流会迅速增加并超过额定值，必须在过流极限值所规定的时间内关断功率 MOSFET否则器件将被烧坏，因此在主回路增加电流采样保护电路，当电流到达一定值，通过保护电路关闭驱动电路来保护 MOSFET管。下图是MOSFET管的保护
电路
DCt
Qi
LOAD
Z
『作
—人
C"
公
R
D:
]2£
K- I
—
①
-CZ3
R2
Rr
卜 HeJIw ±
六、仿真电路及波形
1、总体电路
&nt，wi
二丁叫旧
Ccftstept
5kgW!
广口
1