13、正弦脉宽调制的实现-小型发电机逆变器专题

正弦脉宽调制的实现
脉宽调制的防止一般有两种，下面分别给予介绍：
(1)单极性正弦波脉宽调制
单极性脉宽调制是用一条正弦控制波与一条在正弦波正半轴的极性为正，在正 弦波负半周极性为负的等腰恒幅三角波进行比较，从而得到PWM波的调制方式。 如图2-6所示，这种调制方式，在正弦波正半周，当正弦波幅值大于三角波幅值时, 比较器的输出正电平；当正弦波幅值小于三角波幅值时，比较器输出取零电平。在 正弦信号负半周，当正弦波幅值大于三角波幅值时，比较器输出负电平；当正弦波 幅值小于三角波幅值时，比较器输出零电平。故所得的SPWM信号有正、负、零三 种电平。这种在正弦波的半个周期内三角波只在一种极性内变化，产生的SPWM波 形也只在一种极性内变化的调制方式，称为单极性调制1%
 
图2-6单极性正弦波脉宽调制
Fig.2-6 Unipolar Pulse Width Modulation
单极性调制方式的输出电压的傅里叶展开形式为
 
U_o(0 = £(A_n cosnot + B_n sinna)t) (2.3)
i

式中，n=l,2,3....代表每个脉宽为。、系数4由起始角为a的正脉冲确定、乱由
负脉冲起始角(几 + a)的负脉冲确定。则输出电压的傅里叶展开式系数分别为：
N 找0 Q N
A_n =£sin—cosw(a. + —) = ^[sinn(a. +0_i)-smna_i ] i-i 2 2 网
N 0 N
B_h = sin—cos”(％+-) = £[cos”％ - coszi(% +@)] (2.5)
t=i 2 2 i=i
(2)双极性正弦波脉宽调制
与单极性调制相对应的是双极性调制。为了得到SPWM波形，利用高频率的等 腰三角形波作为调制波，与载波相比较，以产生开关的控制信号。当正弦信号幅值 大于三角波幅值时，比较器输出+C//2,反之输岀-U./2,这样得到双极性的脉 冲序列，脉冲的宽度与控制信号的高度成正比。如图2-7所示，正负交变的双极性 三角波与控制正弦波相比较，当正弦信号的幅值大于大于三角波信号的幅值，则比 较器的输出取+ 17/2,反之输出-U_d/2,于是得到只有正负两种电平的SPWM信 号，这一过程称为双极性脉宽调制。将此脉冲序列做傅里叶级数分解，可知其成分 是放大了的控制信号与一系列的高次噪声。若去除谐波，就得到了被放大了的控制 信号俱