受限单极 PWM 控制原理与逆变电路应用

受限单极模式可逆式直流PWM系统是一种利用脉宽调制(PulseWidth Modulation, PWM)技术的特殊控制方式，主要针对直流电机驱动和逆变电路。PWM原理的核心在于通过调整脉冲宽度，保持脉冲频率不变，来模拟和控制输出电压或电流的形状和幅值。这种方法起源于通信技术，全控型电子元件的发展极大地推动了PWM技术的广泛应用。 在电力电子领域，PWM技术使得逆变电路的性能得以显著提升，因为它能够实现精确的电压或电流控制，从而提高效率并降低损耗。受限单极模式的特点在于电流的反向流动受到限制，这有助于简化电路设计并优化电机控制。该模式下的PWM控制技术，如直流斩波电路和斩控式/矩阵式变频电路，都是基于这一原理实现的。 PWM控制的基本思想是基于“面积等效原理”，即窄脉冲的宽度决定了其对具有惯性环节（如电机）的影响。冲量，即窄脉冲的面积，与不同形状的窄脉冲作用在环节上的效果相当，只要总冲量相等，输出的响应波形就会基本一致。例如，矩形、三角形和正弦半波脉冲尽管形状各异，但当它们的面积（即宽度乘以频率）相同时，都会导致相同的电流响应。 PWM调压的基本原理图展示了如何通过改变脉冲的占空比a来调节输出电压Uo，比如在一个固定周期T内，如果占空比为a，则相当于持续时间aT的满电压Us。通过这种方式，可以灵活地控制电机的电压，进而影响其转速和扭矩。 受限单极模式的可逆式直流PWM系统是现代电力电子技术中的关键组件，它结合了PWM控制的灵活性和逆变电路的实际应用，对于电机驱动和功率转换系统的高效运行至关重要。掌握这一技术对于理解和设计此类系统具有核心价值。