双极性正弦脉冲宽度调制
双极性正弦脉冲宽度调制
采用正弦脉冲宽度调制技术SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation)是减少滤波器尺寸、获得高质量正弦波的有效手段。
一、 SPWM基本原理
采样控制理论有一个重要的原理—冲量等效原理：大小、波形不相同的窄脉冲变量作用于惯性系统时，只要它们的冲量（面积），即变量对时间的积分相等，其作用效果相同。换而言之，无论冲量的表现形式如何，只要是冲量等效的脉冲作用在惯性系统上，惯性系统的输出或响应是基本。
二、 双极性正弦脉冲宽度调制
注意点：
1. 高频三角波VC称为载波，正弦波Vr称为调制波。
2. 桥臂的开关频率和载波频率相等。
3. 载波是等腰三角形，它形象为开关管导通，电压一直上升，然后开关管关闭，电压一直下降。所以形象成等腰三角形。
4. 对于SPWM 算法，用对称的PWM模块。
三、 公式推导
注意点：
1. 双极性SPWM算法，占空比的值 = (直流侧电压瞬时采样值+电网电压瞬时采样值)/2*直流侧电压瞬时采样值。D_forward =(Vo/Vin + 1)/2=(Vo+Vin)*/(Vin*2)。
2. 并网逆变器用双极性SPWM算法，用电流做pid调节。
3. 逆变器输出的基波电压和调制波具有相同的频率和相位，所以改变调制波的频率、相位也就同等地改变了输出基波电压的频率、相位。
4. 调制比M等于调制波幅值/载波幅值，在线性区内也等于输出电压基波峰值与SPWM脉冲波幅值（对于全桥电路是VD，半桥电路是VD/2）的比值。
5. SPWM输出的基波电压大小和调制比M成正比。
6. 载波比N等于载波频率Fc和调制波频率Fr之比。
7. 在调制比小于等于1时，SPWM才具有谐波高频化的特征。如果进入过调制区域，开关频率会急剧下降，导致谐波频率下降，这就失去了SPWM的优点（高次谐波）。
8. 采用SPWM后，直流电压利用率下降，这是为了获得所希望的谐波特性所必须付出的代价。
参考《电力电子》陈坚
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