整流器作為一種重要的電力電子裝置而被廣泛使用。在公用電網中，因整流器功率因數很低而導致大量無功功率，因此人們對整流器不斷改進，使其盡量不產生諧波，并讓電流和電壓同相位。 采用整流器的多重化來減少諧波是一種傳統的很有效的方法，功率因數也因此有所提高，目前仍在廣泛使用。它是將幾個橋式整流電路多重聯結以減少輸入電流諧波，并采用自換相整流電路以提高位移因數。多重化也可用于二極管整流電路，如電容濾波二極管整流電路。在晶閘管多重整流電路中采用順序控制的方法也可提高功率因數。 迄今為止所用的整流器幾乎都是晶閘管相控整流電路或二極管整流電路。這兩種整流電路的輸入電流中諧波分量都很大，總的功率因數都很低。采用全控型開關器件構成的PWM整流器，其功率因數可接近1，已在某些領域獲得應用，這種電路適用于中等容量的整流器。PWM控制技術是首先在直流斬波電路和逆變電路中發展起來的技術。隨著GTO晶閘管、IGBT等全控型器件的不斷進步，PWM控制技術已十分成熟。目前，正弦波PWM(SPWM)控制技術已在交流變頻調速、不間斷電源中獲得了非常廣泛的應用。把逆變電路中的SPWM技術用于整流電路，就形成了PWM整流器。通過對PWM整流電路的適當控制，可使輸入電流非常接近正弦波，且電流和電壓同相位即功率因數近似為1，所以這種整流器可以稱為單位功率因數變流器。 帶斬波器的二極管整流電路也可得到接近于1的功率因數，適用于小功率范圍，已在各種開關電源中獲得廣泛應用。帶電容濾波的二極管整流電路被廣泛應用，為了使其輸入電流為正弦波，從而提高功率因數，可在整流橋和濾波電容之間加一級用于功率因數校正的功率變換電路，這就是有源功率因數校正(Active Power Factor Correction--APFC或簡稱PFC)。 在用于功率因數校正的功率變換電路中，使用最多的是升壓斬波(Boost)電路。廣義而言，PWM控制技術也是有源功率因數校正電路的一種。 一種新型的矩陣式變頻器正在受到人們的關注。這種變頻器中沒有中間直流環節，屬于直接變頻器，它也是一種高功率因數變頻器，其所用的開關器件是全控型的，控制方式也不是相控而是斬控方式。這種變頻器的主要電路拓撲是9個開關單元組成3×3矩陣，并因此得名，其中每個開關單元都是矩陣中的一個元素，是雙向可控開關。這種電路的優點是輸入電流可控制為正弦波且和電壓同相，功率因數為1，也可控制為需要的功率因數，其輸出電壓也為正弦波，輸出頻率不受電網頻率的限制；能量可雙向流動，適用于交流電機四象限運行。矩陣式變頻器的缺點是電路復雜，所用的全控型器件為數眾多，其控制也很復雜。 目前，對高功率因數(包括單位功率因數)變流器的研究已成為電力電子領域的一大熱點，可以預言，高功率因數變流器將在無功補償和諧波抑制中發揮越來越大的作用。 |
