Die meisten Leistungsumwandlungsanwendungen bestehen aus einer AC/DC-Umwandlungsstufe und dieser DC-Ausgang wird dann für weitere Stufen verwendet. Ein AC-DC-Wandler ist ein integraler Bestandteil der meisten elektronischen Geräte, da die meisten dieser Geräte mit Gleichstrom betrieben werden [1]. Im Allgemeinen wird ein Diodenbrückengleichrichter verwendet, um Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln. Zur Reduzierung der Welligkeit der Ausgangsspannung wird am Gleichrichterausgang ein geeigneter Siebkondensator eingesetzt. Der Filterkondensator zieht einen Spitzenstrom aus der Versorgung, da er sich nur für kurze Zeit in einem Halbzyklus auflädt. Daher ist der von einem Diodengleichrichter gezogene Strom von Natur aus nicht sinusförmig. Aufgrund der nicht sinusförmigen Beschaffenheit des Eingangsstroms ist der THD sehr hoch und der Eingangsleistungsfaktor ebenfalls niedrig

Der PWM-Gleichrichter ist ein Wechselstrom-Gleichstrom-Leistungswandler, der mit erzwungen kommutierten Leistungselektronikgeräten wie Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBT) oder Gate-Abschalt-Thyristoren (GTO) implementiert wird, die sich durch einen Schaltmodusbetrieb auszeichnen. Die Fähigkeit, sinusförmige Ströme zu bilden, wird durch die Einführung der ausgeklügelten Technik namens Pulsweitenmodulation (PWM) bereitgestellt. Diese Technik stellt die Sequenzen von breitenmodulierten Impulsen bereit, um Leistungsschalter zu steuern. Viele PWM-Techniken wurden nach speziellen Anforderungen und Optimierungskriterien entwickelt.

Die Wahl der jeweiligen PWM-Technik ergibt sich aus der gewünschten Leistung der Synchrongleichrichter. Im Allgemeinen können Pulsweitenmodulationstechniken für Frequenzumsetzer als trägerbasierte sinusförmige PWM, Hystereseband-PWM und Raumvektor-PWM, ausgewählte harmonische Eliminierungs-PWM, minimale Stromwelligkeits-PWM, sinusförmige PWM mit sofortiger Stromsteuerung und Zufalls-PWM klassifiziert werden. Die grundlegenden Merkmale des PWM-Gleichrichters sind bidirektionaler Leistungsfluss, nahezu sinusförmiger Eingangsstrom, Regelung des Eingangsleistungsfaktors auf Eins und Stabilisierung der Zwischenkreisspannung (oder des Stroms). Bipolartransistoren mit isoliertem Gate sind heute typische Schaltgeräte.

Im Gegensatz zu Diodenbrückengleichrichtern erreichen PWM-Gleichrichter einen bidirektionalen Leistungsfluss. In Frequenzumrichtern ermöglicht diese Eigenschaft ein regeneratives Bremsen. PWM-Gleichrichter werden auch in dezentralen Stromerzeugungsanwendungen wie Mikroturbinen, Brennstoffzellen und Windmühlen verwendet.

Der Hauptvorteil der Verwendung der Pulsbreitenmodulationstechnik ist die Reduzierung von Oberschwingungen höherer Ordnung, und wir können auch die Größe der Ausgangsspannung steuern. Wir können auch den Leistungsfaktor verbessern, indem wir die Schalter zwingen, der Wellenform der Eingangsspannung zu folgen, indem wir einen Phasenregelkreis verwenden.

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