一文详解单相双极性SPWM

PWM的理论基础为 面积等效原理， 即将形状不同但面积相等的窄脉冲相加之于线性惯性环节时，得到的输出效果基本相同。当采用标准正弦波作为PWM调制信号时，就称SPWM。SPWM有单极性和双极性之分，由载波决定。

图1 H桥逆变电路

图2 双极性SPWM示意图

在讲具体原理之前，先声明几个概念：1、三角载波信号频率与正弦调制信号频率之比称为载波比，可以用表示，

2、正弦调制信号与三角波信号的幅值之比称为调制深度，3、把一定幅值的直流电压与可以逆变产生的交流输出电压基波幅值之比称为直流电压利用率。通常采用与想比较的方法生成PWM信号：当时，功率开关S1、S3导通，逆变电流输出等于；当时，功率开关S2、S4导通，逆变电流输出等于。每半个开关周期（即半个正弦调制信号周期）内输出电压波形仅为，因此称为双极性SPWM。当，且时，可知基波电压的幅值满足下列关系这表明在和的条件下，SPWM逆变输出的电压的基波幅值随调制深度线性变化，因此通过控制调制信号，便可调节逆变器输出电压（指基波）的频率和幅值。可以看出，当时，单相双极性SPWM的直流电压利用率为100%。

图3 时的仿真图

图4 图3波形的FFT分析
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