PWM控制的基本原理

理论基础

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

冲量指窄脉冲的面积

效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同

低频段非常接近，仅在高频段略有差异

 

图6-1  形状不同而冲量相同的各种窄脉冲

 

Ø    一个实例

图6-2a的电路

电路输入：u(t)，窄脉冲，如图6-1a、b、c、d所示

电路输出：i(t)，图6-2b

 

图6-2  冲量相同的各种窄脉冲的响应波形

 

面积等效原理

 

Ø    用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波

正弦半波N等分，看成N个相连的脉冲序列，宽度相等，但幅值不等

用矩形脉冲代替，等幅，不等宽，中点重合，面积（冲量）相等

宽度按正弦规律变化

SPWM波形——脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形

 

图6-3  用PWM波代替正弦半波

 

要改变等效输出正弦波幅值，按同一比例改变各脉冲宽度即可

 

Ø    等幅PWM波和不等幅PWM波

²   由直流电源产生的PWM波通常是等幅PWM波

如直流斩波电路及本章主要介绍的PWM逆变电路，6.4节的PWM整流电路

²   输入电源是交流，得到不等幅PWM波

4.1节讲述的斩控式交流调压电路，4.4节的矩阵式变频电路

²   基于面积等效原理，本质是相同的

Ø    PWM电流波

电流型逆变电路进行PWM控制，得到的就是PWM电流波

Ø    PWM波形可等效的各种波形

直流斩波电路：等效直流波形

SPWM波：等效正弦波形

还可以等效成其他所需波形，如等效所需非正弦交流波形等，其基本原理和SPWM控制相同，也基于等效面积原理