高功率因数整流器的PSpice仿真

　　应用PSpice对电路进行仿真首先就是要确定电路拓扑结构，建立起电路作业文件。本文采用了PSpice 作业输入文件的两种描述形式之一的作业图形文件，即在PSpice的Schematics 环境下建立的电路原理图文件。首先启动PSpice程序，新建一工作区，设置好文件的名称和路径，文件的后缀为.sch。此时会出现一空白的MicroSim Schematics的文件界面，即可开始绘制电路的原理图。

　　绘图时，根据设计好的原理图，可首先在对应的原器件库里选择出所需要的元器件，放置在Schematics 面板上。例如，在Analog.slb 库中提取电阻、电容、电感等元器件；在Source.slb 库中提取正弦电压源；在Global.slb 中提取地线等。待所有元器件提取完毕后把它们分别放在屏幕相应合适的位置上。就可以在Draw 菜单下单击Wire 项进行连线，把组件的端点按原理图连接起来。原理图绘制完成后（如图4 所示），要确保各元器件连接完好并且原理图要准确无误，否则会导致原理图无法进行仿真。

　　接下来就是对电路进行仿真分析了，在此之前要通过菜单Setup 项进行分析设置，制定何种分析，并设置相关参数，这也是利用图形输入进行PSpice 模拟分析的关键。它包括直流分析、交流分析、温度分析、瞬态分析等多种分析模式。在此，本课题研究单位功率因数整流电路，就是要验证电路输入电流与输入电压之间接近同相位的关系，即功率因数近似为1，也就是通过比较输入电压和输入电流随时间变化的波形的相位关系，所以在这里进行的是瞬态分析。在Setup 中选中Transient项并进行进一步的参数设置。

　　参数设置完成后，即可对电路进行仿真分析，通过调整电路的各项参数，可以得到一系列的波形图（图5、图6、图7 所示）。从仿真波形可以看出，直流输入侧电流波形为半周正弦波且与电压波形同相，如图5所示；交流侧电流波形为完好的正弦波，并且功率因数为1，如图6 所示；输出电压也逐渐趋于平稳，纹波系数很小，如图7 所示。

　　设计的关键在于各项参数的选择确定。通过输入电压与输入电流的波形对比可以看出，经过有效控制后，输入电流基本与输入电压同相，且进行了实时跟踪，输入电流波形也非常接近正弦波，使畸变问题得到了很好的解决，达到了控制的目的。通过调节给定值及负载大小都可产生相应的跟踪变化，调节参数值即可达到预期的调节结果。

　　4 结语

　　通过参数设计、仿真分析，可以看出文中所设计的高功率因数整流器，实现了功率因数近似为1，并且电流波形近似正弦波，输出电压平稳且纹波系数很小，表明了本文中单位功率因数整流电路及其控制原理的可行性。