SPWM调制算法与实现方法

1、SPW 调制算法与实现方法SPWM（ Sinu soidal Pulse Width Modulation）调制理论始于1975年， 近 年来，正弦脉宽调制技术（简称为SPW技术）以其优良的传输特性成为电力电子 装置中调制技术的基本方式5。SPWI法就是以正弦波作为基准波（调制波），用 一列等幅的三角波（载波）与基准正弦波相交，由交点来确定逆变器的开关模式。 这样产生的脉冲系列可以使负载电流中的高次谐波成分大为减小。同时，根据调制 波波形的不同，还可以派生出许多方法，但着眼点都在于如何使变频器的输出电压 更好地获得三相对称的正弦波。1.两种SPWI调制算法SPWI法的实现方式有多种，可以由模拟

2、或数字电路等硬件电路来实现，也可 以由微处理器运用软硬件结合的办法来实现。用软件来实现SPWI法，实现起来简便，精度高，现在已经被广泛采用，此时所采用的采样型SPW法，分为自然采样法和规则采样法。其中规则采样法又有对称规则采样法与不对称规则采样法两种。1.1对称规则采样法图2所示的即为对称规则采样法。这种方法是由经过采样的正弦波（实际上 是阶梯波）与三角波相交，由交点得出脉冲宽度。图2对称规则采样法这种方法只在三角波的顶点位置对正弦波采样形成阶梯波。此阶梯波与三角 波的交点所确定的脉宽在一个采样周期内的位置是对称的。故称为对称规则采样。由图2得出脉冲宽度为:式中：为采样点时刻由上式可知采样点时

3、刻只与载波比N有关，与幅值调制比M无关，且，k=0,1,.,N-1。在对称规则采样的情况下，只需知道一个采样点就可以确定出这个米样周期内的时间间隔和脉冲宽度的值。1.2不对称规则采样法如果既在三角波的顶点位置又在底点位置对正弦波进行采样，由采样值形成 阶梯波，则此阶梯波与三角波的交点所确定的脉宽，在一个三角波的周期内的位置 是不对称的，如图3所示。因此，这样的采样方法称为不对称规则采样法。在对称规则采样中，实际的正弦波与三角载波的交点所确定的脉宽要比生成的PWM脉宽大，也就是说，变频器的输出电压比正弦波与三角波直接比较生成PWM时输出的电压要低。而非对称规则采样法在一个载波周期里采样两次正弦波

4、数值， 该采样值更真实地反映了实际的正弦波数值，其输出电压也比前者高。但是由于采 样次数增大了一倍，也就增大了数据的处理量，当载波频率较高时，微处理器的运 算速度将成为一个限制因素。当然对于150MHZ勺可处理浮点运算的DSP28335处理 器来说不对称规则采样的计算不成问题。从调制脉冲的极性看，PWM又可分为单极性与双极性控制模式两种。2.1单极性PW模式产生单极性PWM模式的基本原理如图6.2所示。首先由同极性的三角波载波信号*。与调制信号Ur，比较(图6.2(a)，产生单极性的PW脉冲(图6.2(b);然后将单极性的PWN脉 冲信号与图6.2(c)所示的倒相信号UI相乘，从而得到正负半波对称的PWI脉冲信 号图3不对称规则采样法由图3可得脉冲宽度为:1十(或11砂+血绞tj,如图6.2(d)所示双极性PWM模式双极性PWM控制模式采用的是正负交变的双极性三角载波与调制波，如图6.3所示，可通过ut与ur，的比较直接得到双极性的PWM脉冲，而不需要 倒相电路。ud本次课程设计在完成实验后发现单极性调制的输出波形在过