La maggior parte delle applicazioni di conversione di potenza consiste in uno stadio di conversione da CA a CC e questa uscita CC viene quindi utilizzata per ulteriori fasi. Un convertitore da CA a CC è parte integrante della maggior parte delle apparecchiature elettroniche poiché la maggior parte di queste apparecchiature è alimentata in CC [1]. Generalmente per convertire AC in DC viene utilizzato un raddrizzatore a ponte di diodi. Per ridurre l'ondulazione nella tensione di uscita viene utilizzato un condensatore di filtro adatto all'uscita del raddrizzatore. Il condensatore del filtro assorbe una corrente di picco dall'alimentazione, poiché si carica solo per un breve periodo in un mezzo ciclo. Quindi la corrente assorbita da un raddrizzatore a diodi è di natura non sinusoidale. A causa della natura non sinusoidale della corrente di ingresso, il THD sarà molto alto e anche il fattore di potenza in ingresso sarà basso

Il raddrizzatore PWM è un convertitore di alimentazione da CA a CC, implementato utilizzando dispositivi elettronici di potenza a commutazione forzata come transistor bipolari a gate isolato (IGBT) o tiristori di spegnimento del gate (GTO) caratterizzati dal funzionamento in modalità switch. La capacità di formare correnti sinusoidali è data dall'introduzione della sofisticata tecnica denominata modulazione di larghezza di impulso (PWM). Questa tecnica fornisce le sequenze di impulsi modulati in larghezza per controllare gli interruttori di alimentazione. Molte tecniche PWM sono state sviluppate secondo requisiti speciali e criteri di ottimizzazione.

La scelta della particolare tecnica PWM nasce dalle prestazioni desiderate dei raddrizzatori sincroni. Generalmente le tecniche di modulazione dell'ampiezza di impulso per convertitori di frequenza possono essere classificate come PWM sinusoidale basata sulla portante, PWM a banda di isteresi e PWM vettoriale spaziale, PWM di eliminazione armonica selezionata, PWM di ondulazione di corrente minima, PWM sinusoidale con controllo di corrente istantaneo e PWM casuale. Le caratteristiche di base del raddrizzatore PWM come segue sono il flusso di potenza bidirezionale, la corrente di ingresso è quasi sinusoidale, la regolazione del fattore di potenza in ingresso all'unità e la stabilizzazione della tensione (o corrente) del collegamento CC. Oggi, i transistor bipolari con gate isolato sono tipici dispositivi di commutazione.

Diversamente dai raddrizzatori a ponte di diodi, i raddrizzatori PWM raggiungono un flusso di potenza bidirezionale. Nei convertitori di frequenza questa proprietà consente di eseguire la frenata rigenerativa. I raddrizzatori PWM sono utilizzati anche in applicazioni di generazione di energia distribuita, come microturbine, celle a combustibile e mulini eolici.

Il principale vantaggio dell'utilizzo della tecnica di modulazione dell'ampiezza dell'impulso è la riduzione delle armoniche di ordine superiore e possiamo anche controllare l'ampiezza della tensione di uscita. Possiamo anche migliorare il fattore di potenza forzando gli interruttori a seguire la forma d'onda della tensione di ingresso utilizzando un anello ad aggancio di fase.

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