正弦脈寬調(diào)制逆變器

   全控型器件作開關(guān)管構(gòu)成的正弦脈寬調(diào)制(⒏nⅡ⒍山l Pulse Width Modulation,SPWM)逆變器,可使裝置的體積小、工作頻率高、控制靈活、調(diào)節(jié)性能好、成本低。SPWM逆變器,簡單地說,就是控制開關(guān)管的通斷順序和時間分配規(guī)律,在輸出端獲得幅值相等、寬度按正弦規(guī)律變化的脈沖序列的逆變器,SPWM是目前直流一交流變換中最重要的變換技術(shù)。JANTX2N7225

   根據(jù)采樣控制理論,沖量相等而形狀不同的窄脈沖作用于慣性系統(tǒng)時,其輸出響應(yīng)基本相同,且脈沖越窄,輸出的差異越小。換句話說,如果把各輸出波形用傅里葉變換分析,則其低頻段特性非常接近,僅在高頻段略有差異。這是一個非常重要的結(jié)論,它表明慣性系統(tǒng)的輸出響應(yīng)主要取決于系統(tǒng)的沖量,即窄脈沖的面積,而與窄脈沖的形狀無關(guān)。圖512給出了幾種典型的形狀不同而沖量相同的窄脈沖,圖512(a)為矩形脈沖,圖512(b)為三角形脈沖,圖512(c)為正弦半波脈沖,圖512(d)為單位脈沖,它們的面積(沖量)均相同,當(dāng)它們分別作用于同一個慣性系

統(tǒng)時,其輸出響應(yīng)波形基本相同。

   上述原理可稱為面積等效原理,運用此原理可以用一系列等幅不等寬的脈沖來代替一個正弦波。圖513(a)畫出了正弦波的正半波,并將其劃分為虍等份(圖中乃=7)。將每一等份中的正弦曲線與橫軸所包圍的面積都用一個與此面積相等的等高矩形脈沖來代替,可得到如圖⒌13(b)所示的脈沖序列,這就是PWM(Pulse Width Modulat0n)波。顯然,該脈沖序列的寬度按正弦規(guī)律變化,根據(jù)面積等效原理,它與正弦半波是等效的。同樣,正弦波的負(fù)半波也可用相同的方法,用一組等高不等寬的負(fù)脈沖序列來代替,因此正弦波一個完整周期的等效脈沖波可以用如圖515或圖518輸出電壓“。所示的脈沖序列表示。對上述等效調(diào)寬脈沖,在選定了等份數(shù)虍后,可以借助計算機嚴(yán)格地算出各個脈沖寬度和間隔,以作為控制逆變器開關(guān)管通斷的依據(jù)。像這種脈沖幅值相等,而脈沖寬度按正弦規(guī)律變化從而和正弦波等效的PWM波形稱為sPWM波。要改變等效正弦波的幅值時,只要按照以上規(guī)律改變各脈沖的寬度即可。