輸出SPWM波形的矩形波必須生成序列的控制信號來控制橋式電路中開關(guān)晶體管的通與斷,普遍使用的是調(diào)制法來生成控制信號,可采取單極性調(diào)制也可采用雙極性調(diào)制來生成控制信號,下面介紹常用的單極性調(diào)制方式。
圖3上部分是SPWM波形控制信號生成的原理圖,下部分是生成的SPWM波形。在調(diào)制法中,把所希望輸出的波形稱為調(diào)制波ur,把接受調(diào)制的信號稱為載波uc,通常采用等腰三角波作為載波,正弦波作為調(diào)制信號。在兩波交點(diǎn)時對電路中的開關(guān)器件進(jìn)行通斷控制,就可得到寬度正比于調(diào)制信號幅值的脈沖。
在ur正半周時,T2與T3保持關(guān)斷,在ur和uc的交點(diǎn)時刻控制開關(guān)晶體管T1與T4開通與關(guān)斷:當(dāng)ur>uc時控制T1與T4導(dǎo)通,R上的電壓為Ud,當(dāng)ur<uc時控制T1與T4關(guān)斷,R上的電壓為0。在ur負(fù)半周時,T1與T4保持關(guān)斷,當(dāng)uc>ur時控制T3與T2導(dǎo)通,R上的電壓為-Ud,當(dāng)uc<ur時控制T1與T4關(guān)斷,R上的電壓為0。這樣在R上產(chǎn)生寬度按正弦波規(guī)律變化的SPWM波形,見圖2下圖,其中紅線uof表示輸出等效的正弦波交流電電壓。
SPWM逆變器輸出的正弦波交流電電壓uof的峰值uofm小于輸入的直流電壓ud,把uofm/ud稱為直流電壓利用率,對于單相SPWM電路直流電壓利用率的理論值最大為1,實(shí)際上由于種種原因,直流電壓利用率要小于1。對于輸出相電壓(有效值)為220V單相交流電的逆變電路輸入直流電壓要高于310V。
SPWM逆變器輸出電壓與ur/uc成正比,保持載波uc不變,改變調(diào)制波ur的大小即可控制輸出交流電壓的大小。當(dāng)然,調(diào)制波ur峰值要小于載波uc峰值。
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