由直流电源产生的 PWM 波通常是等幅 PWM 波,如直流斩波电路及本章主要介绍的
PWM 逆变电路,6.4 节的 PWM 整流电路。输入电源是交流,得到不等幅 PWM 波,如
4.1 节讲述的斩控式交流调压电路,4.4 节的矩阵式变频电路。基于面积等效原理,本质
是相同的。
PWM 电流波:
电流型逆变电路进行 PWM 控制,得到的就是 PWM 电流波。
PWM 波形可等效的各种波形:
直流斩波电路:等效直流波形
SPWM 波:等效正弦波形,还可以等效成其他所需波形,如等效所需非正弦交流波
形等,其基本原理和 SPWM 控制相同,也基于等效面积原理。
2 PWM 逆变电路及其控制方法
目前中小功率的逆变电路几乎都采用 PWM 技术。逆变电路是 PWM 控制技术最为重
要的应用场合。本节内容构成了本章的主体
PWM 逆变电路也可分为电压型和电流型两种,目前实用的几乎都是电压型。
(1)计算法和调制法
1、计算法
根据正弦波频率、幅值和半周期脉冲数,准确计算 PWM 波各脉冲宽度和间隔,据此
控制逆变电路开关器件的通断,就可得到所需 PWM 波形。
缺点:繁琐,当输出正弦波的频率、幅值或相位变化时,结果都要变化
2、调制法
输出波形作调制信号,进行调制得到期望的 PWM 波;通常采用等腰三角波或锯齿波
作为载波;等腰三角波应用最多,其任一点水平宽度和高度成线性关系且左右对称;与任
一平缓变化的调制信号波相交,在交点控制器件通断,就得宽度正比于信号波幅值的脉冲,
符合 PWM 的要求。
调制信号波为正弦波时,得到的就是 SPWM 波;调制信号不是正弦波,而是其他所
需波形时,也能得到等效的 PWM 波。
结合 IGBT 单相桥式电压型逆变电路对调制法进行说明:设负载为阻感负载,工作时
V
1
和 V
2
通断互补,V
3
和 V
4
通断也互补。
控制规律:
u
o
正半周,V
1
通,V
2
断,V
3
和 V
4
交替通断,负载电流比电压滞后,在电压正半周,
电流有一段为正,一段为负,负载电流为正区间,V
1
和 V
4
导通时,u
o
等于 U
d
,V
4
关断
时,负载电流通过 V
1
和 V
D3
续流,u
o
=0,负载电流为负区间,i
o
为负,实际上从 V
D1
和
V
D4
流过,仍有 u
o
=U
d
,V
4
断,V
3
通后,i
o
从 V
3
和 V
D1
续流,u
o
=0,u
o
总可得到 U
d
和
零两种电平。
u
o
负半周,让 V
2
保持通,V
1
保持断,V
3
和 V
4
交替通断,u
o
可得-U
d
和零两种电平。