单极性与双极性PWM模式
单极式可逆PWM变换器直流PWM调速系统的开环机械特性由于采用脉
3、单极式和双极式脉宽调制主要有哪些区别？
4、PWM直流调速系统有什么特点？
的，无论是重载还是轻载，电流波形都是连续的，因而机械特性关系式
比较简单，下面就分析这种情况。
（1）带制动的不可逆电路电压方程
（2） 双极式可逆电路电压方程
（3）机械特性方程
PWM系统控制电路
1. 三角波发生器Leabharlann 2、脉宽调制器及逻辑延时电路
3、基极驱动器
集成驱动电路
由IR2103构成的半桥驱动器
工作状态与波形
（2）有制动的不可逆PWM变换器
工作状态与波形
2）制动状态
3）轻载电动状态
二象限不可逆PWM变换器在不同工作状态下的导通器件和电流回路与方向
2. 可逆PWM变换器
工作状态与波形
相关方程：
性能评价
（2）单极式可逆PWM变换器
直流PWM调速系统的开环机械特性
，直流电源与电机脱开，电动机电枢电流经VD 续流，两端电压接
近于零。如此反复，电枢端电压波形如图 ，好像是电源电压Us在
ton 时间内被接上，又在T – ton 时间内被斩断，故称“斩波”。
3. 输出电压计算
电动机得到的平均电压为：
几种典型PWM变换器的基本结构及工作原理
1. 不可逆PWM变换器
点，例如：调速范围宽、快速性好、电流波形系数好、功率因数好等。
直流斩波器的基本结构与工作原理
1.直流斩波器的基本结构
直流斩波器－－电动机系统原理图和电压波形
2. 斩波器的基本工作原理
在原理图中，VT 表示电力电子开关器件，VD 表示续流二极
管。当VT导通时，直流电源电压Us 加到电动机上；当VT关断时
单极性和双极性
单相桥式PWM 逆变电路如图一所示，其控制方式有单极性和双极性两种，当输出脉冲的宽度按正弦规律变化时，这种电路一般称为SPWM 逆变电路。
无论对于单极性还是双极性SPWM 逆变电路，均把需要输出的正弦波作为调制信号u r ,去调制一个等腰三角形载波信号u c ,从而获得对逆变电路开关器件的控制信号,进而得到所需要的SPWM 波形，如图二所示[2]。
而在具体分析逆变电路的输出电压时常采用一种近似方法，这种方法是假设三角载波信号的频率f c 远大于正弦调制信号的频率f r , 既满足条件 f c 》f r ,这样两个三角载波信号间的正弦波形就可近似看作直线[3]，从而可方便的确定各个控制脉冲的起止时刻，以及输出电压的大小和谐波分布。
这种近似分析方法会产生过少误差及控制方式不同时输出电压的不同特点将是本文分析的内容。
二、逆变电路输出脉冲的数学分析 1 单极性逆变电路为分析方便，把图二（a ）中细实线方框内的部分图形放大并展宽于图三中。
并设半周正弦调制信号内的脉冲个数为N ，且N 为奇数，由图可见载波信号的第K 个过零点相对于正弦调制信号的角度为πβNK K 212-=（１）它与正弦调制信号u r 的交点A 、B 的坐标分别为（αK -, u K -）与(αK +,u K +), 根据直线方程的两点式表达式，可解出A 、B 两点所在直线的方程为)12(2-+-=--K Nu K K απ)12(2--=++K Nu K K απ把以上两式结合在一起，既有⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=-)12(2K N u K K απ （２）在近似计算逆变电路的输出时，正弦调制信号看作不变并用它在K β时刻的值取代，既有关系式⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=)12(2sin K N m K K απβ（３）其中cmrmu u m=为调制比，由此可解出输出脉冲的始末角度K α为()[]K K m K Nβπαsin 122 -=（４）但实际上由三角载波和正弦调制信号所产生的输出脉冲与上述是有区别的，要准确计算输出脉冲的始末角度 K α必须使用下式⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=)12(2sin K N m K K απα（５）而该式为一奇异方程，我们不能求得其解析解，只能通过计算机求得近似解。
pwm控制器,PWM功能原理
pwm控制器,PWM功能原理
pwm 控制器，PWM 功能原理
脉宽调制（PWM）是指用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制，是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。
以数字方式控制模拟电路，可以大幅度降低系统的成本和功耗。
许多微控制器内都包含PWM 控制器。
pwm 控制器基本原理
PWM 控制基本原理依据：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时其效果相同。
PWM 控制原理，将波形分为6 等份，可由6 个方波等效替代。
脉宽调制的分类方法有多种，如单极性和双极性，同步式和异步式，矩形波调制和正弦波调制等。
单极性PWM 控制法指在半个周期内载波只在一个方向变换，所得PWM 波形也只在一个方向变化，而双极性PWM 控制法在半个周期内载波在两个方向变化，所得PWM 波形也在两个方向变化。
根据载波信号同调制信号是否保持同步，PWM 控制又可分为同步调制和异步调制。
矩形波脉宽调制的特点是输出脉宽列是等宽的，只能控制一定次数。
pwm控制器,PWM功能原理
pwm 控制器，PWM 功能原理
脉宽调制（PWM）是指用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制，是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。
以数字方式控制模拟电路，可以大幅度降低系统的成本和功耗。
许多微控制器内都包含PWM 控制器。
pwm 控制器基本原理
PWM 控制基本原理依据：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时其效果相同。
PWM 控制原理，将波形分为6 等份，可由6 个方波等效替代。
脉宽调制的分类方法有多种，如单极性和双极性，同步式和异步式，矩形波调制和正弦波调制等。
单极性PWM 控制法指在半个周期内载波只在一个方向变换，所得PWM 波形也只在一个方向变化，而双极性PWM 控制法在半个周期内载波在两个方向变化，所得PWM 波形也在两个方向变化。
根据载波信号同调制信号是否保持同步，PWM 控制又可分为同步调制和异步调制。
矩形波脉宽调制的特点是输出脉宽列是等宽的，只能控制一定次数。
单极性和双极性PWM调制的区别在哪里 详解PWM中的单极性和双极性
单极性和双极性PWM调制的区别在哪里详解PWM中的单极性和双极性本文主要是关于单极性和双极性PWM调制的相关介绍，并着重对单极性和双极性PWM调制的区别进行了详尽描述。
PWM控制的基本原理PWM（PulseWidthModulaTIon）控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。
即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要的波形。
PWM控制技术在逆变电路中的应用最为广泛，对逆变电路的影响也最为深刻，PWM控制技术在逆变电路中的应用也最具代表性。
面积等效原理是PWM控制技术的重要理论基础，即在采样控制中，冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的同一环节上时，其效果基本相同。
其中，冲量指的是窄脉冲的面积；效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。
如图1.1.1（1）所示，三个窄脉冲形状不同，但是它们的面积都等于1，当它们分别加在如图1.1.1（2）（a）所示的R-L电路上时，并设其电流i（t）为电路的输出，则其输出响应波形基本相同且如图 1.1.1（2）（b）所示。
一、什么是单极性PWM和双极性PWM通俗的说：单极性PWM就是PWM波形在半个周期中只在单极性范围内变化。
双极性PWM就是PWM波形在半个周期中有正、有负。
单、双极性是根据对低电平的不同定义而言的，然后所谓单极性，指的是以0V为低电平，双极性，指的是以“与高电平大小相等，极性方向相反（即在横轴下面）”的电位为低电平。
我们知道，PWM波形的产生是通过载波和信号波两个波形共同作用而成的，基本元素只有两个，高电平和低电平，信号波比载波高，则为高电平，比载波低，则为低电平。
二、单极性PWM原理产生单极性PWM模式的基本原理如下所示。
首先由同极性的三角波载波信号ut。
与调制信号ur，比较（图（a）），产生单极性的PWM脉冲（图（b））；然后将单极性的PWM脉。
pwm滤波单极性双极性,电感纹波
作业3：H 桥DC-DC 变换器主电路如图1所示，电源电压为s U ，控制电压设为r u ，三角波为t u ，三角波峰值为tm U ，三角波频率为s f ，输出电压为AB u ，其稳态开关周期平均值为AB U ，电源电流为s i ，其稳态开关周期平均值为s I ，电感电流为L i ，其稳态开关周期平均值为L I 。
设电路已达到稳态，求解下列问题（每题20分）：（1） 采用双极性PWM 控制方式，r u =0.5tm U 。
求取ABsU U 和sLI I 的表达式；画出AB u 和s i 的波形（忽略电感电流L i 中的纹波），通过傅里叶分析，求解AB u 和s i 的开关频率谐波幅值（请给出开关频率的1至6次谐波）。
解答：采用双极性的PWM 控制方式的时候，其波形如图所示：其中，r u =0.5tm U ，解得占空比75.0u 2u u t q tmrtm on =+==T . 其中，s 5.0)1-q 2()q 1(q s U U U U U S S AB ==--= 所以，ABsU U =0.5.在不考虑电感纹波的情况下，相当于电感电流为方波（无充放电的三角波过程），此时，Is 由于电感电流不能迅速充放电的原因而和Uab 电压波形保持一致，且由于输出输出侧功率守恒可知，L S S I U I U ab =,所以，.）（1-q 2sabs ==U U I I L =ur/utm=0.5 其中，Uab 的波形如下：（若下图在word 里面打不开，请参见visio 文件绘图1）其中Is的波形如下：（若下图在word里面打不开，请参见visio文件绘图2）仿真波形如下图：2）傅氏分解：t sinn b t cosn a 2a 1n 1n1n n 0ab ωω++=∑=U其中3n 2sin n s 4t td conn -1t td conn 1t td cosn u 2a 32s320s 20ab n ππωωπωωπωωπππππU U U =+==⎰⎰⎰）（32cosn -1n s 2t td sinn 1b 20ab n ππωωππU U ==⎰带入Uab 的表达式可以求得：）（6n t n sin 3n sinn 81n1n sab πωππ+=∑=U U ，其中，11f 2πω=一次谐波（基波）为：）（6tsin341sab1πωπ+=UU二次谐波：）（3t2sin321sab2πωπ+=UU三次谐波：）（t3sin38-1sab3ωπUU=四次谐波：）（32t4sin21sab4πωπ+=UU五次谐波：）（65t5sin581sab5πωπ+=UU六次谐波：）（t6sin34-1sab6ωπUU=Is的波形近似为Uab/R,其傅氏分解和Uab类似。
单极性与双极性pwm模式
单极性与双极性PWM模式
从调制脉冲的极性看，PWM又可分为单极性与双极性控制模式两种。
单极性PWM模式
产生单极性PWM模式的基本原理如图6.2所示。
首先由同极性的三角波载波信号ut。
与调制信号ur，比较(图6.2(a))，产生单极性的PWM脉冲 (图6.2(b))；然后将单极性的PWM脉冲信号与图6.2(c)所示的倒相信号UI相乘，从而得到正负半波对称的PWM脉冲信号Ud，如图 6.2(d)所示。
双极性PWM模式
双极性PWM控制模式采用的是正负交变的双极性三角载波ut与调制波ur，如图6.3所示，可通过ut与ur，的比较直接得到双极性的PWM脉冲，而不需要倒相电路。
与单极性模式相比，双极性PWM模式控制电路和主电路比较简单，然而对比图6.2(d)和图6.3(b)可看出，单极性PWM模式要比双极性PWM模式输出电压中、高次谐波分量小得多，这是单极性模式的一个优点。
单极性调制方式的特点是在一个开关周期内两只功率管以较高的开关频率互补开关，保证可以得到理想的正弦输出电压：另两只功率管以较低的输出电压基波频率工作，从而在很大程度上减小了开关损耗。
但又不是固定其中一个桥臂始终为低频(输出基频)，另一个桥臂始终为高频[载波频率)，而是每半个输出电压周期切换工作，即同一个桥臂在前半个周期工作在低频，而在后半
周则工作在高频，这样可以使两个桥臂的功率管工作状态均衡，对于选用同样的功率管时，使其使用寿命均衡，对增加可靠性有利。
双极性调制方式的特点是4个功率管都工作在较高频率(载波频率)，虽然能得到正弦输出电压波形，但其代价是产生了较大的开关损耗。
单极性PWM控制方式
单极性PWM控制方式在u和c u的交点时刻控制IGBT的通断。
r u正半周，1V保持通，2V保持断，r当u>c u时使4V通，3V断，0u=d U，当r u<c u时使4V断，3V通，0u=0。
r u负半r周，V保持断，2V保持通，当r u<c u时使3V通，4V断，0u=-d U，当r u>c u时使3V 1断，V通，0u=0，虚线f u0表示0u的基波分量。
波形见图4-1。
4图4-1 单极性PWM控制方式波形防直通死区时间：同一相上下两臂的驱动信号互补，为防止上下臂直通造成短路，留一小段上下臂都施加关断信号的死区时间。
死区时间的长短主要由器件关断时间决定。
死区时间会给输出PWM波带来影响，使其稍稍偏离正弦波。
特定谐波消去法(Selected Harmonic Elimination PWM—SHEPWM)：计算法中一种较有代表性的方法，图2-3。
输出电压半周期内，器件通、断各3次（不包括0和π），共6个开关时刻可控。
为减少谐波并简化控制，要尽量使波形对称。
首先，为消除偶次谐波，使波形正负两半周期镜对称，即：)()(πωω+-=t u t u(4.1.1)其次，为消除谐波中余弦项，使波形在半周期内前后1/4周期以π/2为轴线对称。
)()(t u t u ωπω-= (4.1.2)四分之一周期对称波形，用傅里叶级数表示为：∑∞==,...5,3,1n sin )(n t n a t u ωω(4.1.3)图4-2 特定谐波消去法的输出PWM 波形式中，a n 为⎰=2n s i n )(4πωωωπttd n t u a图4-2，能独立控制1a 、2a 和3a 共3个时刻。
该波形的n a 为)c o s 2c o s 2c o s 21(2])s i n 2(s i n 2)s i n 2(s i n 2[4321d23dn 32211αααπωωωωωωωωππn n n n U t d t n Ut td n U t d t n U t td n Ua a da a da a a d-+-=-++-+=⎰⎰⎰⎰式中n=1,3,5,…(4.1.4)确定1a 的值，再令两个不同的n a =0，就可建三个方程，求得1a 、2a 和3a 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
单极性与双极性PWM模式
从调制脉冲的极性看，PWM又可分为单极性与双极性控制模式两种。
单极性PWM模式
产生单极性PWM模式的基本原理如图6.2所示。
首先由同极性的三角波载波信号ut。
与调制信号ur，比较(图6.2(a))，产生单极性的PWM脉冲(图6.2(b))；然后将单极性的PWM 脉冲信号与图6.2(c)所示的倒相信号UI相乘，从而得到正负半波对称的PWM脉冲信号Ud，如图6.2(d)所示。
双极性PWM模式
双极性PWM控制模式采用的是正负交变的双极性三角载波ut与调制波ur，如图6.3所示，可通过ut与ur，的比较直接得到双极性的PWM脉冲，而不需要倒相电路。
与单极性模式相比，双极性PWM模式控制电路和主电路比较简单，然而对比图6.2(d)和图6.3(b)可看出，单极性PWM模式要比双极性PWM模式输出电压中、高次谐波分量小得多，这是单极性模式的一个优点。