Question

正弦脉宽调制波形是怎样产生的

Answer 1

单相桥式PWM逆变电路结合IGBT单相桥式电压型逆变电路对调制法进行说明工作时V1和V2通断互补，V3和V4通断也互补。以uo正半周为例，V1通，V2断，V3和V4交替通断。负载电流比电压滞后，在电压正半周，电流有一段区间为正，一段区间为负。负载电流为正的区间，V1和V4导通时，uo等于Ud。V4关断时，负载电流通过V1和VD3续流，uo=0负载电流为负的区间，V1和V4仍导通，io为负，实际上io从VD1和VD4流过，仍有uo=Ud。V4关断V3开通后，io从V3
单相桥式PWM逆变电路

结合IGBT单相桥式电压型逆变电路对调制法进行说明
工作时V1和V2通断互补，V3和V4通断也互补。
以uo正半周为例，V1通，V2断，V3和V4交替通断。
负载电流比电压滞后，在电压正半周，电流有一段区间为正，一段区间为负。
负载电流为正的区间，V1和V4导通时，uo等于Ud 。
V4关断时，负载电流通过V1和VD3续流，uo=0
负载电流为负的区间， V1和V4仍导通，io为负，实际上io从VD1和VD4流过，仍有uo=Ud 。
V4关断V3开通后，io从V3和VD1续流，uo=0。
uo总可得到Ud和零两种电平。
单相桥式PWM逆变器电路图原理分析
　　
继上篇文章的介绍，本章我们将着重单相桥式逆变器电路图。从原理上剖析该逆变电路的工作流程，让广大电子爱好者能得到帮助和启示，下面我们详细讲述这一原理。
图1是采用电力晶体管作为开关器件的电压型单相桥式逆变电路，设负载为电感性，对各晶体管的控制按下面的规律进行：在正半周期，让晶体管V1一直保持导通，而让晶体管V4交替通断。当天V1和V4导通时，负载上所加的电压为直流电源电压Ud 。当V1导通而使V4关断后，由于电感性负载中的电流不能突变，负载电流将通过二极管VD3续流，负载上所加电压为零。如负载电流较大，那么，直到使V4再一次导通之前，VD3一直持续导通。如负载电流较快地衰减到零，在V4再一次导通之前，负载电压也一直为零。这样，负载上的输出电压uo就可得到零和Ud交替的两种电平。同样，在负半周期，让晶体管V2保持导通。当V3导通时，负载被加上负电压 –Ud，当V3关断时，VD4续流，负载电压为零，负载电压uo可得到 –Ud 和零两种电平。这样，在一个周期内，逆变器输出的PWM波形就由 ±Ud 、0三种电平组成。

控制V4或V3通断的方法如图2所示。载波uc在信号波ur的正半周为正极性的三角波，在负半周为负极性的三角波。调制信号ur为正弦波。在ur和uc 的交点时刻控制晶体管V4或V3的通断。在ur的正半周，V1保持导通，当ur>uc时，使V4导通，负载电压 uo=Ud ，当ur<uc时，使V4关断，uo=0；在ur 的负半周，V1关断，V2保持导通，当ur<uc时，使V3导通，uo=-Ud，当ur>uc时，使V3关断，uo=0。这样，就得到了SPWM波形 uo 。图中的虚线 uof 表示 uo中的基波分量。像这种在 ur 的半个周期内，三角波载波只在一个方向变化，所得到的PWM波形也只在一个方向变化的控制方式称为单极性PWM控制方式。

和单极性PWM控制方式不同的是双极性PWM控制方式。图1的单相桥式逆变电路在采用双极性控制方式是的波形如图3所示。在双极性方式中ur的半个周期内，三角波载波是在正负两个方向变化的，所得到的PWM波形也是在两个方向变化的。在ur的一周期内，输出的PWM波形只有±Ud两种电平。仍然在调制信号ur 和载波信号uc 的交点时刻，控制各开关器件的通断。在ur的正负半周，对各开关器件的控制规律相同。当 ur>uc 时，给晶体管V1和V4以导通信号，给V2、V3以关断的信号，输出电压 uo=Ud 。当ur<uc时，给V2和V3以导通信号，给V1和V4以关断信号，输出电压 uo=-Ud 。可以看出，同一半桥上下两个桥臂晶体管的驱动信号极性相反，处于互补工作方式。在电感性负载的情况下，若V1和V4处于导通状态时，给V1和V4以关断信号，而给V2和V3以导通信号后，则V1和V4立即关断，因感性负载电流不能突变，V2和V3并不能立即导通，二极管VD2和VD3导通续流。当感性负载电流较大时，直到下一次V1和V4重新导通前，负载电流方向始终未变，VD2和VD3持续导通，而V2和V3始终未导通。当负载电流较小时，在负载电流下降到零之前，VD2和VD3续流，之后V2和V3导通，负载电流反向。不论VD2和VD3导通，还是V2和V3导通，负载电压都是 –Ud 。从V2和V3导通向V1和V4导通切换时，VD1和VD4的续流情况和上述情况类似。