PWM脉宽调制：逆变电路中的关键技术与应用

PWM（脉宽调制）是一种广泛应用在电力电子领域的控制技术，通过调整一系列脉冲的宽度来实现对信号幅度和形状的精确控制。在直流斩波电路中，PWM尤其重要，因为逆变电路中大部分都是基于PWM设计的，这使得PWM在电力电子技术中的地位得以确立。 PWM的基本原理是利用脉冲宽度的变化来等效地模拟连续信号。例如，将正弦半波信号分解成多个等幅但宽度不同的矩形脉冲，这样即使脉冲形状各异，只要它们的总面积（即冲量）相等，当作用在具有惯性特性的环节（如电感）上时，输出响应波形就会保持基本一致。这种原理体现在图6-1和图6-2中，展示了冲量相等的不同窄脉冲产生的相同输出响应。 脉宽调制技术可以实现多种波形的等效，比如直流斩波电路中的等效直流波形，以及SPWM（正弦调制脉宽调制）中的等效正弦波形。通过改变脉冲宽度的比例，可以灵活调整输出信号的幅值。此外，PWM技术还可用于生成所需的非正弦交流波形，其基本原理都基于面积等效，即保持脉冲的总能量不变。 在实际应用中，PWM逆变电路主要有电压型和电流型两种类型，其中电压型电路更为常见，尤其是在中小功率逆变电路中。PWM技术的计算算法和调制策略是设计的关键，包括脉冲宽度的确定、同步控制、载波频率的选择以及调制方式（如SPWM或DPWM）等。这些算法需要精确且高效，以确保逆变电路能稳定、高效地工作。 PWM脉宽调制技术以其灵活性和高效率在电力电子领域占据核心地位，是现代电子产品中不可或缺的技术之一。随着技术的进步，PWM的应用范围将进一步扩大，对于理解和掌握这一技术，对于从事相关行业的工程师来说至关重要。