調製的缺點 SPWM調製的理解

2021-10-16 07:01:11 字數 2129 閱讀 9768

最近,小組成員在做單電阻取樣,且它的pwm的載波是增計數的三角形波,而不是常見的增減計數的鋸齒波。幫助她理解好後,我記錄下自己的理解,以便加深印象以及以後方便查閱。

pwm調製有兩種調製方式,單極性調製和雙極性調製,單雙極性的區別在於:輸出端電壓極性,單極性在調製波為正時,輸出方波電壓為正,在調製波為負時,輸出方波電壓為負;而雙極性無論調製波的正負,輸出方波電壓均有正有負。

首先,以單相橋式電路為例:

單極性調製

雙極性調製

注意,單極性調製和雙極性調製時,4個開關管的驅動是不一樣的。調製波正半週期時:調製波大於載波,輸出電壓為

雙極性不論調製波的正負,只要調製波大於載波,雙極性輸出電壓為

雙極性的優點是不用去判斷調製波的正負,比較調製波與載波的幅值即可,缺點是:雙極性調製,開關管開關通斷次數增加,開關損耗增加。而常用的也是雙極性調製,或者更為常見的雙極性調製應用在調速系統中。因此,下面講的,如果不強調單極性調製,則是雙極性調製。

首先,考慮乙個問題,我們的調製波是電壓

那麼,我們需要確定電壓值u和整數y、正數z的大小?而常見的電壓值u一般是

注意,這個式子是

取任意值時,都要成立,且z為整數。取

,則 ,因此,可以取

,然後這樣僅保持

,仍需要使

,取 ,

,則線性縮小即可,使

乘以 代替舊的

,即是

, 時,

成立,這樣,可以使電壓處於線性調製區域。

因此,和週期為t的載波比較的是這樣乙個式子

。這裡寫的好像有點強詞奪理。等今天晚上下班再更新一下,從占空比角度的解釋:

如果是compare值大於載波計數值時,輸出高電平,則

這樣 。

如果是compare值小於載波計數值時,輸出高電平,則

這樣 就和前面式子一樣了,忽略很多因素,

。搭建的模型如下圖(compare值大於載波計數值時,輸出高電平):

h橋調製

濾波後調製波形(黑色)和給定波形(紅色)

當載波是鋸齒波時,可以認為乙個鋸齒波是由兩個三角波組成,這個時候,

,但計算

中的t仍然取三角波的週期

。簡單來說就是:t要取的是和compare值比較的那個最大數字,或週期值,或週期值的一半。當載波為三角波時,是週期值;當載波為鋸齒波時,是週期值的一半。

載波為鋸齒波

濾波後調製波形(黑色)和給定波形(紅色)

但三相調製時,便出現了問題:

三相調製

濾波後調製波形(黑色)和給定波形(紅色)

這裡,我給出答案:

濾波後調製波形(黑色)和給定波形(紅色)

只需將

用 代替即可以,但為什麼是這樣,從三相合成向量us來說,很好解釋,因為座標變換時,就把零序量變沒了,取電源中性點為地,則每一相端對地的輸出是正負對稱的,為母線電壓的一半。

設占空比為d,則輸出相電壓為:

當compare值小於載波計數值時,輸出高電平,則

compare值大於載波計數值時,輸出高電平,則

調製出來的波形是這樣的:

各個調製波形

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