单相桥式逆变器 毕业设计
IGBT单相桥式无源逆变电路设计(纯电阻负载)资料

湖北民族学院科技学院信息工程系课程设计报告书题目: IGBT单相全桥无源逆变电路设计课程:电力电子技术课程设计专业:电气工程及其自动化班级:K0312417学号:K031241723学生姓名:罗开元指导教师:曾仑明2015年 01月06日信息工程系课程设计任务书2015年 01月 06日信息工程学院系设计成绩评定表摘要本次课程设计的主要目的是设计一个带纯电阻负载的单相全桥逆变电路,然后得到负载两端的电压电流波形。
本次所设计的单相全桥逆变电路采用IGBT作为开关器件,将直流电压Ud逆变为频率为1KHZ的方波电压,并将它加到负载电路。
负载电路是由纯电阻构成的电路,通过电阻的电流波形也为方波。
而IGBT的导通,则由脉冲电路产生的触发脉冲来触发其导通。
在进行主电路的设计时,根据主电路的输入、输出参数来确定各个电力电子器件的参数,并进行器件的选择,以使设计的主电路能够达到要求的技术指标。
关键词:IGBT单相全桥无源逆变电路设计MATLAB仿真目录1.单相全桥逆变电路的设计 (1)2.MATLAB仿真 (4)3.总结 (6)4.参考文献 (7)1单相全桥逆变电路的设计1.1主电路及工作原理单相桥式逆变电路由4个全控型开关器件(本实验采用IGBT)、电阻构成,直流侧采用一个电容器即可,其电路图如下图所示:全控型开关器件T1和T4构成一对桥臂,T2和T3构成一对桥臂, T1和T4同时通、断,T2和T3同时通、断。
当T1、T4闭合,T2、T3断开时,负载电压为正,当T1、T4断开,T2、T3闭合时,负载电压为负,其波形如图a所示,因为是纯电阻负载,所以,电压电流波形相同,如图b所示。
实验时T1与T2,T3与T4的驱动信号需要互补,即当T1和T4有驱动信号时,T2,和T3无驱动信号,T2和T3有驱动信号时,T1和T4无驱动信号,两对桥臂各交替导通180°。
这样,就把直流电变成了交流电,改变两组开关的切换频率,就可以改变输出交流电的频率。
单相桥式pwm逆变电路实验报告

单相桥式PWM逆变电路实验报告1. 引言在现代电力系统中,逆变器是一种重要的电力电子设备。
逆变器可以将直流电能转换为交流电能,广泛应用于太阳能发电、风力发电、电动车等领域。
本实验旨在通过搭建单相桥式PWM逆变电路,深入了解逆变器的工作原理和性能。
2. 实验原理2.1 单相桥式PWM逆变电路单相桥式PWM逆变电路是一种常见的逆变器拓扑结构。
它由四个开关管和一个负载组成,如图1所示。
其中,开关管可以通过PWM信号控制开关状态,从而实现对输出电压的控制。
2.2 工作原理在单相桥式PWM逆变电路中,通过控制开关管的导通和截止,可以实现对输出电压的控制。
具体工作原理如下:1.当开关管S1和S4导通,S2和S3截止时,电流流经D1和D4,负载得到正半周电压。
2.当开关管S2和S3导通,S1和S4截止时,电流流经D2和D3,负载得到负半周电压。
3.通过调节开关管的导通时间比例,可以实现对输出电压的调节。
2.3 PWM调制技术PWM调制技术是实现对逆变器输出电压调节的关键。
PWM调制技术通过改变开关管的导通时间比例,将输入直流电压转换为一系列脉冲信号,从而实现对输出电压的控制。
常用的PWM调制技术有脉宽调制(PWM)和正弦PWM调制(SPWM)。
3. 实验步骤3.1 实验器材•单相桥式PWM逆变电路实验板•示波器•直流电源•变压器3.2 实验步骤1.搭建实验电路:根据实验板上的连接图,连接单相桥式PWM逆变电路。
2.调节直流电源:将直流电源的输出电压调节为逆变器的输入电压。
3.设置PWM信号:使用示波器生成PWM信号,并通过控制开关管的导通时间比例,调节输出电压的大小。
4.连接负载:将负载接到逆变器的输出端,观察负载的输出情况。
5.调节PWM信号:通过改变PWM信号的频率和占空比,进一步调节输出电压的稳定性和波形质量。
6.记录实验数据:记录不同PWM信号参数下的输出电压和负载情况。
4. 实验结果与分析4.1 输出电压调节根据实验步骤中的操作,我们可以通过调节PWM信号的占空比,实现对输出电压的调节。
IGBT单相桥式无源逆变电路设计纯电阻负载

湖北民族学院科技学院信息工程系课程设计报告书题目: IGBT单相全桥无源逆变电路设计课程:电力电子技术课程设计专业:电气工程及其自动化班级:K0312417学号:学生姓名:罗开元指导教师:曾仑明2015年 01月06日1、李先允主编电力电子技术北京中国电力出版社20062、佟纯厚主编电力电子学南京东南大学出版社20003、王兆安黄俊主编电力电子技术第4版北京机械工业出版社20044、黄俊王兆安主编电力电子交流技术第3版北京机械工业出版社19945、石玉王文郁主编电力电子技术题解与电路设计指导北京机械工业出版社20006、百度文库。
信息工程学院系设计成绩评定表摘要本次课程设计的主要目的是设计一个带纯电阻负载的单相全桥逆变电路,然后得到负载两端的电压电流波形。
本次所设计的单相全桥逆变电路采用IGBT作为开关器件,将直流电压Ud逆变为频率为1KHZ的方波电压,并将它加到负载电路。
负载电路是由纯电阻构成的电路,通过电阻的电流波形也为方波。
而IGBT的导通,则由脉冲电路产生的触发脉冲来触发其导通。
在进行主电路的设计时,根据主电路的输入、输出参数来确定各个电力电子器件的参数,并进行器件的选择,以使设计的主电路能够达到要求的技术指标。
关键词:IGBT单相全桥无源逆变电路设计MATLAB仿真目录1.单相全桥逆变电路的设计 (1)2.MATLAB仿真 (4)3.总结 (6)4.参考文献 (7)1单相全桥逆变电路的设计1.1主电路及工作原理单相桥式逆变电路由4个全控型开关器件(本实验采用IGBT)、电阻构成,直流侧采用一个电容器即可,其电路图如下图所示:全控型开关器件T1和T4构成一对桥臂,T2和T3构成一对桥臂, T1和T4同时通、断,T2和T3同时通、断。
当T1、T4闭合,T2、T3断开时,负载电压为正,当T1、T4断开,T2、T3闭合时,负载电压为负,其波形如图a所示,因为是纯电阻负载,所以,电压电流波形相同,如图b所示。
单相桥式有源逆变线路

课程设计任务书前言电力电子学,又称功率电子学(Power Electronics)。
它主要研究各种电力电子器件,以及由这些电力电子器件所构成的各式各样的电路或装置,以完成对电能的变换和控制。
它既是电子学在强电(高电压、大电流)或电工领域的一个分支,又是电工学在弱电(低电压、小电流)或电子领域的一个分支,或者说是强弱电相结合的新科学。
电力电子学是横跨“电子”、“电力”和“控制”三个领域的一个新兴工程技术学科。
随着科学技术的日益发展,人们对电路的要求也越来越高,由于在生产实际中需要大小可调的直流电源,而相控整流电路结构简单、控制方便、性能稳定,利用它可以方便地得到大中、小各种容量的直流电能,是目前获得直流电能的主要方法,得到了广泛应用。
但是晶杂管相控整流电路中随着触发角α的增大,电流中谐波分量相应增大,因此功率因素很低。
把逆变电路中的SPWM控制技术用于整流电路,就构成了PWM整流电路。
通过对PWM整流电路的适当控制,可以使其输入电流非常接近正弦波,且和输入电压同相位,功率因素近似为1。
这种整流电路称为高功率因素整流器,它具有广泛的应用前景由于电力电子技术是将电子技术和控制技术引入传统的电力技术领域,利用半导体电力开关器件组成各种电力变换电路实现电能和变换和控制,而构成的一门完整的学科。
故其学习方法与电子技术和控制技术有很多相似之处,因此要学好这门课就必须做好实验和课程设计,因而我们进行了此次课程设计。
又因为整流电路应用非常广泛,而锯齿波移相触发三相晶闸管全控整流电路又有利于夯实基础,故我们单结晶体管触发的单相晶闸管全控整流电路这一课题作为这一课程的课程设计的课题。
目录1.封面2.课程设计任务书3.前言4.目录1.课程设计的目的1.单相桥式有源逆变电路1.1有源逆变概述1.2逆变电路的分类1.21单相桥式有源逆变的工作原理1.2.2工作原理1.2.3逆变产生的条件1.2.4逆变失败(逆变颠覆)的原因1.2.5最小逆变角的限制2.单相桥式有源逆变电路的设计2.1元器件的选择2.2整流电路的选择2.3保护系统的设计3.单相桥式有源逆变的设计以及仿真图4.总结5.对本次课程设计的体会和建议参考文献致谢课程设计的目的加深理解单相桥式全控整流及逆变电路的工作原理;究单相桥式变流电路由整流切换到逆变的全过程,掌握实现有源逆变的条件;握产生逆变颠覆的原因及预防方法。
车载逆变电源的设计及仿真毕业设计

目前市场上常见的车载逆变器按功率等级大致可以分为75W、100W、150W、300W、500W、800W、1000W、1500W、2000W、2500W等规格。车载逆变器的输入为汽车点烟器或蓄电池,一般汽车点烟器10A左右的电流,故点烟器输出的功率约为150W。对于功率等级小于150W的车载逆变器可以直接由点烟器供电,大于150W功率等级时需直接从车载蓄电池供电,否则会因过流烧毁汽车配件及保险丝。随着车上使用的电器种类增多,对车载逆变器的容量提出了更高的要求,小功率150W及以下规格的车载逆变器已经不能满足人们需求,中大功率的车载逆变器是今后的发展趋势。车载逆变器所带的负载通常为以下几类:第一类:整流性负载,如笔记本电脑、各种充电器、组合式音响、数码相机、打印机、游戏机、影碟机、移动DVD;第二类:电阻性负载,如小型电热器具,电热杯等;第三类:感性负载,车载冰箱、照明灯、电转等电动机型的电器。车载逆变器按输出电压波形主要可以分为两种:方波和正弦波。方波逆变结构简单,控制方便,但方波逆变输出电压谐波含量高,同时带负载能力较差且对使用电器寿命影响较大。随着负载增大,方波中包含的三次谐波分量使负载电流容性分量增加,严重时会损耗逆变器输出滤波电容。最初采用简易的多谐振荡器制作的车载方波逆变器,输出功率小,带负载能力差,已逐步被市场淘汰。近年来提出了准正弦波逆变(即修正正弦波),可以带电阻和整流桥负载,满足了日常大部分电子产品的要求,效率较高,最高效率约为90%,价格适中,是当前市场的主流产品。但是准正弦波其本质是带死区时间的方波,仍然不能满足车载冰箱、日光灯、电风等感性负载的要求。一些精密的设备和感性负载类的电器必须要正弦波供电才能工作,否则,轻则电器设备不能正常工作,重则造成损坏用电设备或大大缩短车载逆变器的寿命。正弦波逆变,弥补了方波逆变的不足,适合任何类型的负载,但是控制相对复杂,效率较低,因此高效率正弦波车载逆变器日益成为一种需求。[2]综上所述,作为车载电源转换器,针对其特定的应用场合,必须具有满足以下几个方面的要求:
CVCF逆变器课程设计毕业设计(论文)

第0章引言本文提出了一种将重复控制与引入积分控制的极点配置相结合的混合型控制方案。
其中重复控制改善系统的稳态性能,极点配置改善系统的动态特性。
两种控制方式互为补充,可以同时实现高品质的动态响应和高质量的输出电压波形在电力电子装置中,以CVCF逆变器为核心的UPS得到了广泛的应用,对其输出波形主要的技术要求包括低的稳态总谐波畸变率(THD)和快速的动态响应,由于非线性负载、PWM调制过程中的死区和逆变器系统本身的弱阻尼性等因素的影响,采用一般的闭环PWM控制效果不理想。
本文以PID控制模块、RSM 模块,采用重复控制反馈改善系统的稳态性能,采用引入积分控制的极点配置改善系统的动态特性,实验结果表明,本方案可以同时实现高品质的稳态和动态特性。
第1章单相逆变器的概论1.1单项逆变器的基本原理逆变器通俗的讲,逆变器是一种将直流电(DC)转化为交流电(AC)的装置。
它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成.单相恒压恒频率正弦波逆变器电源一般用在对电源质量要求很高的场合。
总的原理是直流经振荡电路产生脉动直流(开关管间断导通关闭)或交流电再通过变压器在次极感应出所需电压的交流电。
逆变器的工作原理:1.直流电可以通过震荡电路变为交流电2.得到的交流电再通过线圈升压(这时得到的是方形波的交流电)3.对得到的交流电进行整流得到正弦波逆变分有源逆变和无源逆变,本设计中为有源逆变。
1.2 单相逆变器主电路拓扑结构单相逆变器主电路主要有半桥式、全桥式、推挽式3种,拓扑结构如图1—1所示。
(1)半桥电路输出端的输出的电压波形幅值仅为直流母线电压值的一半,因此,电压利用率低;但在半桥电路中,可以利用两个大电容C1、C2会补偿不对称的波形,这是半桥电路的优点所在。
(2)全桥电路和推挽电路的电压利用率是一样的,均比半桥电路的利用率大1倍。
但全桥、推挽式电路都存在变压器直流不平衡的问题,需要采取措施解决。
(3)推挽电路主要优点是电压损失小,直流母线电压只有一个开关管的管压降损失;此外,两个开关管的驱动电路电源可以共用,驱动电路简单。
单相桥式双极性逆变电路控制与驱动设计

单相桥式双极性逆变电路控制与驱动设计
单相桥式双极性逆变电路是一种常用的逆变器拓扑结构。
其主要通过对半桥和全桥拓扑的组合,实现了单相电源的逆变输出。
逆变器的控制与驱动设计是实现逆变器正常工作的关键。
在单相桥式双极性逆变电路的控制与驱动设计中,常用的控制策略有脉宽调制(PWM)控制和谐振控制。
脉宽调制控制使用一个比较器和一个可变的参考电压来实现对半桥或全桥开关管的控制。
谐振控制则通过谐振电路和相应的逻辑门电路实现对开关管的控制。
在驱动设计方面,需要提供合适的驱动电路来控制开关管的开关动作。
常用的驱动电路包括光耦隔离驱动、晶闸管驱动、MOSFET驱动等。
这些驱动电路通过适当的输入信号来实现对开关管的开关控制,并提供相应的保护措施,保证逆变器的安全可靠运行。
在控制和驱动设计过程中,需要考虑逆变器的输出功率要求、负载特性、保护措施等因素。
同时,还需要设计合理的反馈回路来实时监测逆变器的输出和运行状态,确保逆变器的稳定性和可靠性。
需要注意的是,在实际的设计过程中,应遵循相关的电气安全规范和标准,确保逆变器的设计符合相关法律法规要求。
IGBT单相桥式无源逆变电路设计(纯电阻负载)

湖北民族学院科技学院信息工程系课程设计报告书题目: IGBT单相全桥无源逆变电路设计课程:电力电子技术课程设计专业:电气工程及其自动化班级:K0312417学号:K031241723学生姓名:罗开元指导教师:曾仑明2015年 01月06日信息工程系课程设计任务书1、李先允主编电力电子技术20062、佟纯厚主编电力电子学2000342004 4、黄俊王兆安主编319945、石玉王文郁主编电力电子技术题解与电路设计指导20006、百度文库。
2015年 01月 06日信息工程学院系设计成绩评定表摘要本次课程设计的主要目的是设计一个带纯电阻负载的单相全桥逆变电路,然后得到负载两端的电压电流波形。
本次所设计的单相全桥逆变电路采用IGBT作为开关器件,将直流电压Ud逆变为频率为1KHZ的方波电压,并将它加到负载电路。
负载电路是由纯电阻构成的电路,通过电阻的电流波形也为方波。
而IGBT的导通,则由脉冲电路产生的触发脉冲来触发其导通。
在进行主电路的设计时,根据主电路的输入、输出参数来确定各个电力电子器件的参数,并进行器件的选择,以使设计的主电路能够达到要求的技术指标。
关键词:IGBT单相全桥无源逆变电路设计MATLAB仿真目录1.单相全桥逆变电路的设计 (1)2.MATLAB仿真 (4)3.总结 (6)4.参考文献 (7)1单相全桥逆变电路的设计1.1主电路及工作原理单相桥式逆变电路由4个全控型开关器件(本实验采用IGBT)、电阻构成,直流侧采用一个电容器即可,其电路图如下图所示:全控型开关器件T1和T4构成一对桥臂,T2和T3构成一对桥臂, T1和T4同时通、断,T2和T3同时通、断。
当T1、T4闭合,T2、T3断开时,负载电压为正,当T1、T4 断开,T2、T3闭合时,负载电压为负,其波形如图a所示,因为是纯电阻负载,所以,电压电流波形相同,如图b所示。
实验时T1与T2,T3与T4的驱动信号需要互补,即当T1和T4有驱动信号时,T2,和T3无驱动信号,T2和T3有驱动信号时,T1和T4无驱动信号,两对桥臂各交替导通180°。
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目 录中文摘要 (1)英文摘要 (2)1 引言 (3)2 PWM波形工作原理 (4)2. 1 PWM波形的基本原理 (4)2. 2 PWM型逆变电路的控制方式 (6)2. 3 SPWM波形的生成方法 (7)3 单相正弦脉宽调制逆变电源的组成及工作原理 (8)3. 1系统组成 (8)3. 2 工作原理 (8)3. 2. 1 Boost变换器电路原理 (9)3.2.2桥式逆变器基本原理 (10)4 主电路及控制电路设计 (11)4.1主电路拓扑及工作过程 (11)4.2 主电路参数设 (11)4.3控制电路设计 (15)4.3.1控制电路框图 (15)4.3.2控制电路工作过程 (15)4.3.3 SG3524与ICL8038芯片介绍 (16)4.3.4 控制电路参数设计 (18)5 辅助电源设计 (23)6 本文主要工作总结 (25)致 谢 (26)参 考 文 献 (27)摘要:现代开关电源分为直流开关电源和交流开关电源两类,前者输出质量较高的直流电,后者输出质量较高的交流电。
本文设计的小功率单相桥式逆变器电源属于交流电源(即AC—DC—AC)。
采用电压反馈控制,通过中断功率通量和调节占空比的方法来改变驱动电压脉冲宽度来调整和稳定输出电压。
其中主电路构成是用Boost升压电压和全桥电路的组合。
控制电路采用了2片集成脉宽调制电路芯片,一片用来产生PWM波,另一片与正弦函数发生芯片做适当的连接来产生SPWM波,集成芯片比分立元器件控制电路具有更简单,更可靠的特点和易于调试的优点。
本文分析了逆变器的设计过程中器件选择,工作原理以及工作过程,并给出了计算过程中的重要公式。
关键词:逆变器 SPWM波 单相桥式Abstract:The modern switch power supply is divided into the direct current switch power supply and the exchanges switch powersupply , the former outputs higher quality of direct current ,the latter outputs higher quality of alternate current . Thistext introduce a small power single-phase bridge converter ,isa kind of AC power(namely AC-DC-AC).Using the voltagefeedback control, breaking off the power flux and regulating amethod of share the empty ratio to change to driving voltagepulse’ width to adjust the output voltage . Among them, the maincircuit is composing of the Boost circuit and the whole-bridgecircuit. The control circuit adopted two slices of integratedvein breadths chip2, the one is used to produce PWM wave, theother with the sine function occurrence chip do to produce SPWMwave, the integration chip is sample than the single component,more dependable and easy to adjust. This text analyzed the sparepart choice of converter, the work principle and the work process,and gave the important formula of the calculation process. Keywords:converter SPWM wave single-phase bridge1 引言电源有如人体的心脏,是所有电设备的动力。
但电源却不像心脏那样形式单一。
因为,标志电源特性的参数有功率,电压,频率,噪声及带负载时参数的变化等等;在同一参数要求下,又有体积、重量、形式、效率、可靠性等指标,人可按此去“塑造”和完美电源,因此电源的形式是多种多样的。
逆变器的脉宽调制(PWM)技术早在晶闸管时代就己经出现了,正弦脉宽调制(SPWM)在全控型器件出现以后得到了迅速的发展,这种技术是用一种参考波(通常是正弦波,有时也用阶梯波或方波等)为“调制波”,而以N倍于调制波频率的正三角波或锯齿波为“载波”。
由于正三角波或锯齿波的上下宽度是线性变化的波形,因此它与调制波相交时,就可以得到一组幅值相等,而宽度正比于调制波函数值的矩形脉冲序列来等效调制波。
用开关量取代模拟量,并通过对逆变器开关管的通断控制,把直流电变成交流电。
因为,当调制波为正弦波时,输出矩形脉冲序列的脉冲宽度按正弦函数规律变化.因此,这种调制技术通常又称为正弦脉宽调制(SPWM)技术。
尽管PWM控制技术出现的很早,但由于电力电子技术发展初期功率开关器件的开关速度很低而且晶闸管又是半控器件,因此,这一技术一直没有得到很大的发展。
PWM技术对逆变技术的发展起了很大的推动作用,它与多重叠加法相比较,有以下显著的优点:1)电路简单,只用一个功率控制级就可以调节输出电压、频率。
2)可以使用不控整流桥,使系统对电网的功率因素与逆变器输出电压值无关。
3)可以同时进行调频、调压,与中间直流环节的元件参数无关,系统的动态响应速度快。
4)可以通过不同的控制策略,以获得更好的波形改善效果。
随着大功率高频全控开关器件大量出现,逆变器的PWM控制技术受到了人们的高度重视并且得到了飞速的发展。
尤其是最近几年,微处理器用于实现PWM 控制技术后,使得现代控制理论的控制方法能够应用于逆变器的PWM控制,大大提高了现代逆变器的性能2 PWM波形工作原理2. 1 PWM波形的基本原理在采样控制理论中有一个重要的结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同。
冲量即指窄脉冲的面积。
这里所说的 效果基本相同,指环节的输出响应波形基本相同。
如把各输出波形用傅式变换 分析,则其低频段特性非常接近,仅在高频段略有差异。
例如图, b, c所 示的三个窄脉冲形状不同,图为矩形脉冲,图2.lb为三角形脉冲,图2.1c 为正弦半波脉冲,但它们的面积(即冲量)都等于1,那么,当他们分别加在具有惯性的同一个环节上时,其输出响应基本相同。
脉冲越窄,其输出的差异越 小。
当窄脉冲变为图2.ld的单位脉冲函数δ(t)时,环节的响应即为该环节的脉冲过渡函数。
图2.1 形状不同而冲量相同的各种脉冲上述结论是PWM控制的重要理论基础。
下面分析如何用一系列等幅而不等宽的脉冲代替一个正弦半波,把图2.2a所示的正弦半波波形分成N等份,就可把正弦半波看成由N个彼此相连的脉冲所组成的波形。
这些脉冲宽度相等,都等于π/N,但幅值不等,且脉冲顶部不是水平直线,而是曲线,各脉冲的幅值 按正弦规律变化。
如果把上述脉冲序列用同样数量的等幅而不等宽的矩形脉冲 序列代替,使矩形脉冲的中点和相应正弦等分的中点重合,且使矩形脉冲和相 应正弦部分面积(冲量)相等,就得到图2.2b所示的脉冲序列。
这就是PWM波形可以看出,各脉冲的宽度是按正弦规律变化的。
根据冲量相等效果相同的原理,PWM波形和正弦半波是等效的。
对于正弦波的负半周,也可以用同样的方法得到PWM波形。
像这种脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形,也称为SPWM (Sinusoidal PWM)波形。
在PWM波形中,各脉冲的幅值是相等的,要改变等效输出正弦波的幅值时,只要按同一比例系数改变各脉冲的宽度即可。
以上介绍的是PWM 控制的基本原理,按照上述原理,在给出了正弦波频率、幅值和半个周期内的脉冲数后,PWM波形各脉冲的宽度和间隔就可以准确计算出来。
按照计算结果控制电路中各开关器件的通断,就可以得到所需要的PWM波形。
但是,这种计算是很繁琐的,正弦波的频率、幅值变化时,结果都要变化。
较为实用的方法是采用调制的方法,即把所希望的波形作为调制信号,把接受调制的信号作为载波,通过对载波的调制得到所期望的PWM波形。
通常采用等腰三角形作为载波,因为等腰三角形上下宽度与高度成线性关系且左右对称,当它与任何一个平缓变化的调制信号波形相交时,如在交点时刻控制电路中开关器件的通断,就可以得到宽度正比于信号波复制的脉冲,这正好符合PWM控制的要求。
当调制信号波为正弦波时,所得到的就是SPWM波形。
一般根据三角波载波在半个周期内方向的变化,又可以分为两种情况。
三角波载波在半个周期内的方向只在一个方向变化,所得到的PWM波形也只在一个方向变化的控制方式称为单极性PWM控制方式,如图2.3所示。
如果三角波载波在半个周期内的方向是在正负两个方向变化的,所得到的PWM波形也是在两个方向变化的,这时称为双极性PWM控制方式,如图2.4所示。
图2.2 PWM控制的基本原理示意图图2.3 单极性PWM控制方式原理图2.4 双极性PWM控制方式原理2. 2 PWM 型逆变电路的控制方式在PWM逆变电路中,载波频率c f 与调制信号频率c f 之比/c r N f f =。
根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况,PWM逆变电路可以有异步调制和同步调制两种控制方式。
(一)异步调制载波信号和调制信号不保持同步关系的调制方式称为异步方式。
在异步调 制方式中,调制信号频率f r 变化时,通常保持载波频率f c 固定不变,因而载波比N 是变化的。
这样,在调制信号的半个周期内,输出脉冲的个数不固定,脉冲相位也不固定,正负半周期的脉冲不对称,同时,半周期内前后1/4周期的脉冲也不对称。
当调制信号频率较低时,载波比N较大,半周期内的脉冲数较多,正负半周期脉冲不对称和半周期内前后1/4周期脉冲不对称的影响都较小,输出波形接近正弦波。
当调制信号频率增高时,载波比N就减小,半周期内的脉冲数减少,输出脉冲的不对称性影响就变大,还会出现脉冲的跳动,同时输出波形和正弦波之间的差异就变大,电路输出特性变坏。
因此,在采用异步调制万式时,希望尽量提高载波频率,以使在调制信号频率较高时仍能保持较大的载波比,改善输出特性。