基于Matlab Simulink的单相PWM整流器仿真模型：全桥整流，电压电流PI双闭环控制...

单相PWM整流器仿真模型 单相全桥整流 电压电流PI双闭环 输出电压可调 输入交流220V/50Hz,输出直流电压可调 Maltab/simulink

玩过电力电子的老铁们肯定对PWM整流器不陌生。今天咱们来撸一个单相全桥PWM整流器的Simulink仿真，支持输出电压连续可调的那种。先上张主电路结构图镇楼（此处脑补全桥拓扑+LC滤波器），重点是这个双闭环控制策略——电压外环稳输出，电流内环控波形，比单闭环抗干扰强得多。

主电路搭建没啥难度，四个IGBT搭成全桥，重点在控制回路。电压环的PI参数直接影响系统动态响应，这里有个骚操作：先让电流环跑起来再调电压环。看这段核心代码：

function [duty] = CurrentPI(I_ref, I_meas, Kp, Ki, Ts) persistent integral; if isempty(integral) integral = 0; end error = I_ref - I_meas; integral = integral + error*Ts; duty = Kp*error + Ki*integral; % 抗饱和处理 if duty > 0.8 duty = 0.8; integral = integral - error*Ts; elseif duty < -0.8 duty = -0.8; integral = integral - error*Ts; end end

这个电流环PI控制器带积分抗饱和机制，当占空比超过0.8时自动停止积分，防止windup现象。Ts是采样周期，要和Simulink仿真步长保持一致，不然会出玄学问题。

电压外环更讲究，输出级接了个二阶低通滤波器。这里有个坑：滤波器截止频率得比开关频率低一个数量级，但也不能太低影响动态响应。实测用10kHz开关频率时，截止频率设在800Hz左右比较稳。电压环的输出作为电流环的给定，形成级联控制。

单相PWM整流器仿真模型 单相全桥整流 电压电流PI双闭环 输出电压可调 输入交流220V/50Hz,输出直流电压可调 Maltab/simulink

PWM生成部分用载波比较法，注意死区时间必须加！用Simulink自带的PWM Generator模块时，死区时间建议设2us左右。别头铁不加死区，烧管警告可不是闹着玩的。

调参阶段建议先开环跑：固定占空比0.5，看直流母线电压能不能稳定在目标值附近。等开环稳定了再切闭环，这时候你会发现输出电压像脱缰野马——这时候该搬出传说中的试凑法了。先调电流环的Kp，让电流跟踪误差在5%以内，再调电压环的Ki，看到400V输出设定值时超调别超过3%就算成功。

最后放个仿真结果：输入220V/50Hz交流，输出在300-500VDC之间连续可调，THD控制在3%以下。注意看这个波形（此处应有配图），电网电流正弦度相当可以，单位功率因数运行不是吹的。

搞电力电子仿真最魔幻的就是——明明模型参数和实物对不上，但仿真能跑通就算成功（手动狗头）。下次有机会再聊聊怎么把这个模型改成VIENNA整流器，那玩意控制策略更带劲。