整流是APC不间断电源中首先遇到的一个重要环节。它的作用是将电网提供的交流电压（通常为220V, 50Hz）转换成幅值稳定的直流电压，同时提供一定的直流电流。这个转换一般可分为以下几个部分来实现：

变压器——整流电路——滤波电路——稳压电路

因为所需的直流电压比起电网提供的交流电压在数值上相差较大，也因为电网电压比较高，所以用变压器降压（升压）和作为隔离器保护安全。整流部分的作用是将经过变压器变压的交流电变换成单方向的直流电。滤波电路可以将整流出来的脉动大的直流电中的交流成分滤去，只留下直流成分，显然，需要利用的是截止频率低于整流输出电压基波频率的低通滤波电路。这样，经过整流滤波电路后可以得到较光滑的脉动小的直流电。最后，在某些情况下，还可以加上稳压电路，使输出不受电网电压波动和负载变化的影响。得到基本上不受外界影响的、稳定的直流电。

 

整流部分

PWM整流器根据主电路中开关器件的多少可以分为单开关型和多开关型;根据输入电源相数可以分为单相PWM整流电路和三相PWM整流电路；根据输出要求可以分为电压源型和电流源型。下面介绍几种APC不间断电源中常见的三相PWM整流电路的拓扑结构，并简要分析

它们的工作特性。

三相单开关PWM整流电路

三相单开关PWM整流器的主电路拓朴结构主要有如下几种：

①单开关Boost型（升压型）。

其输出电压恒定，工作于电流断续模式（DCM)，这种电路结构简单，在PWM整流电路中应用广泛。

②单开关Burk型（降压型）。

与升压型成对偶关系，其输出电流恒定，输出电流恒定，输出电压较低，工作于断电流模式（DCM）。

三相多开关PWM整流电路

三相多开关PWM整流器的主电路拓朴结构主要有如下几种：

①六开关Boost型。亦称为两电平电压型整流器或三相桥式可逆PWM整流器。电路如图所示，

每个桥臂上的可关断开关管都带有反并联二极管，可以实现能量的双向流动。以A相为例予以说明：当A相下桥臂中的开关管导通时，A相储能电感储能；当其关断时，A相电感储能通过上桥臂的二极管向直流侧释放磁能。因此，从广义上讲，这种桥式PWM他可逆整流器拓扑，仍属于升压式结构。六开关Boost型PWM整流器的特点是结构简单且宜于实现有源逆变，因而是目前应用和研究最为活跃的一种类型，也是APCUPS不间断电源系统中多开关PWM整流电路中应用最为广泛的一种。

②六开关Burk型。

也可称为两电平电流型整流器，电路如图所示，直流侧电抗器一般要求很大。由于电流型变换器的特点，交流侧输入LC滤波器通常是必不可少的，以改善电流波形和功率因数。这种电路拓扑较适合于空间矢量调制，且有降压作用。其缺点是直流侧大电感内阻较大，消耗功率较大导致其效率略低于六开关Boost型。

③三电平PWM整流电路。

在大功率PWM变流装置中，常采用拓扑结构如图所示的三点式电路，这种电路也称为中点钳位型电路。与两点式PWM相比，三点式PWM调制波的主要优点，一是对于同样的基波与谐波要求而言，开关频率低得多，从而可以大幅度降低开关损耗；二是每个主开关器件关断时所承受的电压仅为直流

侧电压的一半，因此，这种电路特别适合于高电压大容量的应用场合。不过三点式PWM可逆整流器的缺点也是显而易见的，一方面其主电路拓扑使用功率开关器件较多，另一方面，控制也比两点式复杂，尤其是需要解决中点电位平衡问题。

    从上面的分析可以知道，单开关主电路拓扑结构的共同优点在于：控制结构简单，易于实现，且电源可靠性高；缺点在于其应用场合受到开关器件的影响，开关器件的耐压水平高低和开关频率的高低限制了这种电路的应用，其主要应用于中小功率的变频器或UPS电源，例如APC不间断电源BARK系列、SUA系列等小功率UPS。与单开关结构的PWM整流器相比，多开关PWM整流电路的共同优点在于功率因数高，谐波失真小，可实现能量的双向流动，调节速度快，应用范围宽，主要应用于中大功率场合。缺点也很突出，诸如电路结构复杂，控制难度大，而且需要检测和控制的点较多，提高了控制成本；器件的增多也降低了系统的可靠性"但由于其性能指标要高于单开关结构的PWM整流器，且可实现能量的双向流动，是很有发展前途的拓扑结构。

 

滤波部分

经过整流后的输出电压离所要求的平滑直流状态还相差甚远，因此还要有滤波的措施。滤波电路包括有源滤波和无源滤波。由无源元件电阻、电感和电容组成的滤波电路称为无源滤波电路。由放大电路和RC网络组成的为有源滤波。

与无源滤波相比，有源滤波的优点主要有：

（1）由于不使用电感元件，因此体积小、重量轻，也不需要加磁屏蔽。

（2）有源滤波电路中的集成运放可加电压串联负反馈，使输入阻抗高，输出阻抗低，输入和输出之间具有良好的隔离，因此只要将几个低阶滤波电路串接起来，就可以得到高阶滤波电路，一般不需要像LC无源滤波电路那样考虑级间相互影响。

（3）除了起滤波作用外，还可以将信号放大，而且放大倍数容易调节。

其缺点主要有：

（1）由于通用型集成运放的带宽一般较窄，因此有源滤波电路通常不宜用于高频范围，一般使用频率在几十赫兹以下。当频率高于lOKHz时，采用LC无源滤波可以获得较好的效果。

（2）因为采用有源器件，所以必须设置提供能量的直流电源，有源滤波电路才能正常工作。它无法像无源滤波电路那样容易做成浮置式。

（3）可靠性较差。

（4）不适合在高压或大电流条件下使用。

 

在APC不间断电源设备中的滤波电路是要抑制所有的交流成分只保留直流成分，由于电源设备经常需要提供较大的电流或输出较高的电压。而利用集成运放组成的有源滤波不能适应，所以通常使用由无源元件组成的滤波电路。滤波电路可以将整流出来的脉动大的直流电中的交流成分滤去，使负载电压的波动大为减少。