（已压缩）逆变电源.pdf本文档主要介绍SPWM波调制技术，包括单极性正弦脉冲调制，双极性正弦脉冲调

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详细说明：本文档主要介绍SPWM波调制技术，包括单极性正弦脉冲调制，双极性正弦脉冲调制，三相正弦脉冲调制，并对SPWM控制信号的形成方法做了介绍SPWM波调制技术通过改变SPWM脉冲的宽度可以改变输出电压的幅值,调节电路的调制周期则可以改变输出电压的频率,方便对负载进行控制。 1.单极性正弦脉宽调制单极性正弦脉宽调制是以一个宽度正弦规律变化的正弦脉冲序列对应交流输出波形的正半周,再以一个宽度按正弦规率变换的负脉冲序列对应交流输出波形的负半周,这两个脉冲序列交替作用,控制开关器件产生近似于正弦波的输出电压波形。单极性就是用三角波形和正弦波进行比较正半轴时用一个正极性的三角波,负半轴时用一个负极性的三角波,两边进行比较比较原则: 正半轴正弦<三角时,输出为0,低电平,正弦信号>三角时,输出是高电平、负半轴止弦>三角时,输出为0,低电平,止弦信号<三角时,输出是高电平、这样就得到·个正弦的PWM波 03 VD3 A VDI N工 02 ▲VD2 图2.11单相桥式逆变电路这是一个全桥H桥 2.双极性正弦脉宽调制双极性正弦脉宽调制是以一个宽度按正弦规率变化的正负双向脉冲序列对应交流输出波形的整个周期,通过正向脉冲与负向脉冲宽度的差产生出按正弦规率变换的正半周波和负半周波正弦<三角时,输出为0,低电平,正弦信号>三角时,输出是高电平整个值是不归零的,只有正负两种极性脉冲 3.三相正弦脉宽调制三相正弦脉宽调制可以使用三个相角彼此相差120°的单相调制电路来合成,但是这样会使调制电路结构比较复杂。较简单的方法是采用一个双极性的三角载波对三相正弦调制波进行调制,其调制的电路和波形分别如图214、图215。 2.双极性正弦脉宽调制双极性正弦脉宽调制使用的三角波是双极性的,其波形如图2.13。通过正弦调制波与三角波比较,当正弦调制波值大于三角波时,输出正脉冲:而当正弦调制波的值小于三角载波时,输出负脉冲。如此得到的脉冲序列是正负交替的双向脉冲序列。图2.13双极性正弦脉宽调制 3.三相正弦脉宽调制 ▲ ft Ha Itb Mr ▲ 图214三相正弦脉宽调制电路图2.15三相正弦脉宽调制信号的产生将·个三角波与模拟出来的三相正弦做个比较。可通过信号源给三路相位相差120度的正弦波与一个三角波作比较。把三路输出分别接到三路半桥输入上就可以得到相位差是120 度的三相逆变 3.三相正弦脉宽调制调制过程中,双极性三角載波为三个正弦调制波共用,分别进行比较后获取脉宽调制信号,方式与双极性正弦脉宽调制方法相同。从而得到三个双向的脉冲序列,分别对应A、B、C三相,使用此三个脉冲序列控制逆变电路的A、B、C三相开关元件,可以将直流电压逆变为正弦波的三相交流输出电压。 3.三相正弦脉宽调制三相脉宽调制波的三角载波只能是双极性的,因为单极性三角載波需要根据正弦调制波的正、负半周更换载波的极性。采用双极性正弦脉宽调制,H桥上同一相的上、下两个桥臂导通与截止都是互补的,为防止上下两个桥臂直通而造成的短路,需要再给一个桥臂施加关断信号后延迟一段时间,从而在波形中引入了死区时间,死区将会给输出的SPWM波形带来高次谐波。 4.正弦脉竞调制(sPWM)控制信号的生成 4.1模拟控制方式波形比较法,其基本的方法是由正弦信号发生器件产生正弦调制波, 由三角波信号发发生器产生的三角载波,将正弦调制波与三角载波比较, 通过比较器的判断而产生出对应的脉冲信号序列,对逆变电路进行控制从而得到所需的交流电压。 4.正弦脉宽调制(SPWM)控制信号的生成 4.2数字控制方式 (1)等效面积法其原理就是按面积等效原理构成与正弦波等效的一系列等幅但實度按正弦规律变化的矩形脉冲。等效面积法适用于单极性控制,算法中计算的是正弦波形到横轴间的面积,这与模拟控制方式中的单极性正弦脉冲调制的方式一致。 4.正弦脉宽调制(SPWM)控制信号的生成 4.2数字控制方式 (2)自然采样法与规则采样法自然采样法在算法上仿真模拟控制方式的双极性正弦脉冲调制,通过计算正弦调制波与三角载波的交点位置,确定调制的脉冲宽度。而规则采样法是对自然采样法的简化,其几何关系如下图: 4.正弦脉宽调制(sPWM)控制信号的生成 Nsm时 b)则果样法自然釆样法:三角波是一个方程,正弦波是一个方程,两方程联立,解出交点。对称规则采样法: 并非采样交点,而是做一条平行线,采平行线与三角波交点 4.正弦脉宽调制(SPWM)控制信号的生成 42数字控制方式此外除了使用微处理器生成SPWM以外,目前还有专门产生 sPwM波形的大规模集成芯片,有些微处理器也继承有SPWM波形发生器,如89XC196MC微处理器,其内部有三相互补SPWM波形发生器,可以直接输出6路SPWM波形信号。

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