正弦波逆变器SPWM设计参考

逆变器SPWM控制电路与设计

信息技术 Information Technology3.3 空间信息更新方法3.3.1 利用GIS软件功能更新随着GIS软件的发展，当前流行的GIS软件平台提供了时态GIS部分空间信息更新要求。

如ArcGIS9.2针对时态GIS的数据组织需求以及功能需求，提供相应的解决方案，包括：时间数据的存储格式NetCDF、时空数据建模、历史数据归档功能、多维数据图表分析、时间动画、追踪分析功能、实时数据获取等功能。

3.3.2 利用数据库功能自动更新目前，大多数行业的G I S利用空间数据引擎（如：ArcSDE）将空间数据存储到关系型（如：SQL Server）或对象关系型（如：Oracle）数据库中。

这些数据库提供触发器功能，触发器是针对单一数据表所撰写的特殊存储过程，当数据表发生添加、删除、更新操作时，自动执行所编写的脚本。

如当空间信息表发生变化时，可使用数据库触发器功能将需要变化前的数据自动存储到历史信息表中。

如果经常要空间数据库定时自动执行一些脚本，如数据库备份、数据的提炼、数据库的性能优化、重建索引、自动重建历史、建立或更新多基态等工作。

可利用数据库提供的作业（Job）功能实现空间信息的更新处理。

3.3.3 编写空间信息更新模块不同的时态GIS对空间信息更新要求不同，利用GIS软件平台功能、数据库触发器和作业功能只能满足一定条件的更新，局限性较大。

针对不同行业的时态GIS应用，需利用GIS 平台提供的二次开发功能有针对性编写空间信息更新模块，实现时态GIS空间信息用户手工更新和自动更新功能。

4 结论时态GIS作为GIS研究和应用的一个新领域，受到普遍的关注。

本文分析了时态GIS空间信息的更新问题，为了提高时空数据库存储和管理效率，研究了将空间信息和属性信息分开存储的时空数据库，并设计了时态GIS空间信息更新流程，给出了时态GIS空间信息更新技术和方法。

参考文献：王贺封.时空数据模型及TGIS研究[J].测绘与空间地理信[1]息，2006.08.周晓光，陈军，朱建军等.基于事件的时空数据库增量更新[2][J].中国图像图形学报，2006，11（10）:1431-1438.吴正升，胡艳，何志新.时空数据模型研究进展及其发展方[3]向[J].测绘与空间地理信息，2009.12.汪汇兵，唐新明，洪志刚.版本差量式时空数据模型研究[4][J].测绘科学，2006.09.李勇，陈少沛，谭建军.基于基态距优化的改进基态修正时[5]空数据模型研究[J].测绘科学，2007.01.逆变器SPWM控制电路的研究与设计李长华刘平（郑州大学信息工程学院，河南郑州 450001）摘要：本文依据SPWM控制原理，以逆变器控制电路为研究对象，通过分立电路设计出SPWM电路，调制波为50Hz正弦波，载波为10KHz三角波，输出SPWM波频率为20KHz。

纯正弦波逆变器电路图大全(数字式-自举电容-光耦隔离反馈电路图详解)

纯正弦波逆变器电路图大全（数字式/自举电容/光耦
隔离反馈电路图详解）
纯正弦波逆变器电路图（一）
基于高性能全数字式正弦波逆变电源的设计方案
逆变电源硬件结构如图2所示。

主要包括直流推挽升压电路、正弦逆变电路、输出滤波电路、驱动电路、采样电路、主控制器和点阵液晶构成。

其中，直流升压部分将输入电压升高至输出正弦交流电的峰值以上的母线直流电压，正弦逆变部分将母线直流电压逆变后经输出滤波电路得到正弦式交流电，采样电路则对母线电压、母线电流、输出电压、输出电流、输入电压进行采样，以实现短路保护、过压欠压保护、过流保护、闭环稳压等功能。

驱动电路的功能是将驱动信号的逻辑电平进行匹配放大，以满足驱动功率管的要求。

控制电路的功能是产生驱动信号，并对采样信号进行处理，以实现复杂的系统功能。

点阵液晶的功能是显示系统工作信息，如果输出电压、电流以及保护信息等。

图2
1）主控制器。

multisim仿真教程正弦波脉宽调制SPWM逆变电路业界精制

技术教育
1
如果将每一等份的正弦曲线与横轴所包围的面积用一个与此面积相等的等高矩形脉冲代替，就得到图11.8.1（b）所示的脉冲序列。这样，由N个等幅而不等宽的矩形脉冲所组成的波形与正弦波的正半周等效，正弦波的负半周也可用相同的方法来等效。
技术教育
2
SPWM（Sine Pulse Width Modulation正弦波脉宽调制）的控制思想，就是利用逆变器的开关元件，由控制线路按一定的规律控制开关元件的通断，从而在逆变器的输出端获得一组等幅、等距而不等宽的脉冲序列。其脉宽基本上按正弦分布，以此脉冲列来等效正弦电压波。
方向变化，所得到输出电压的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。
3. 双极性PWM控制方式
技术教育
15
图11.8.2的单相桥式逆变电路采用双极性PWM 控制方式的波形如图11.8.4所示。在双极性方
式中ur的半个周期内，三角波载波是在正、负
两个方向变化的，所得到的PWM波形也是在两
11.8.1正弦脉宽调制（SPWM）逆变电路工作原理
1. SPWM控制的基本原理图11.8.1（a）示出正弦彼的正半周波形，
并将其划分为N等份，这样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。这些脉冲的宽度相等，都等于π／ N，但幅值不等，且脉冲顶部是曲线，各脉冲的幅值按正弦规律变化。
技术教育
8
如负载电流较大，那么直到使VT4再一次导通之前，VD3一直持续导通。如负载电流较快地衰减到零，在VT4再一次导通之前，负载电压也一直
为零。这样，负载上的输出电压uo就可得到零
和UD交替的两种电平。
技术教育
9

基于EG8010-SPWM纯正弦波逆变器设计

基于EG8010-SPWM纯正弦波逆变器设计摘要：为满足风力发电系统对纯正弦波逆变器的要求，设计了一种以EG8010-SPWM为核心的逆变器。

主电路采用升压斩波电路和单相全桥逆变电路，降低了噪声，提高了效率。

控制电路采用EG8010-SPWM纯正弦波逆变发生器芯片，简单可靠、易于调试。

实验表明该逆变器输出电源稳定、安全、波形失真小，具有很好的应用前景。

引言普通逆变器一般包括方波逆变器和修正正弦波逆变，它们输出的电能谐波含量大、带负载能力差。

本文介绍一种基于EG8010的户用风力发电系统纯正弦波逆变器的设计。

逆变器的额定功率为300W，额定的输入电压为直流24V，输出为单向标准纯正弦电压220V±5%，频率范围50Hz±0.5%，具有过热、过载保护和输出过压保护。

系统整体方案设计户用风力发电系统纯正弦波逆变器主要由DC/DC转换电路、DC/AC逆变电路、输出电路、控制电路、驱动电路、辅助电源等构成，同时系统中还要对输出的电流和系统的温度进行反馈，监控过压、过流、欠压和过温情况，系统结构框图如图1所示。

工作原理叙述下：24V的直流电源通过DC/DC转换电路调制成所需要的高频直流电压和电流，为后面的逆变提供足够的功率。

利用EG8010-SPWM纯正弦波逆变器控制芯片电路产生的SPWM信号通过驱动电路控制功率器件的导通和关断，配合逆变电路，完成逆变过程，将直流电转化为220V/50Hz纯正弦波交流电。

保护电路实现过压欠压保护、过流和短路保护、过温保护和过载保护等。

辅助电源是将逆变器的输入电压变换成控制电路和驱动电路工作的。

单相和三相逆变器SPWM调制技术的仿真与分析

目录1.引言 .......................................................................................... - 2 -2.PWM控制的基本原理........................................................... - 2 -3.PWM逆变电路及其控制方法............................................... - 3 -4.电路仿真及分析 ...................................................................... - 4 -4.1双极性SPWM波形的产生 . (4)4.2三相SPWM波形的产生 (6)4.3双极性SPWM控制方式单相桥式逆变电路仿真及分析-7-5.双极性SPWM控制方式的单相桥式逆变电路和三相逆变电路比较分析 .................................................................................. - 12 -6.结论 ........................................................................................ - 13 -7.参考文献 ................................................................................ - 13 -1. 引言PWM 技术的的应用十分广泛，目前中小功率的逆变电路几乎都采用了PWM 技术。

它使电力电子装置的性能大大提高，因此它在电力电子技术的发展史上占有十分重要的地位。

PWM 控制技术正是有赖于在逆变电路中的成功应用，才确定了它在电力电子技术中的重要地位。

基于DSP的SPWM变压变频电源的设计

基于DSP的SPWM变压变频电源的设计DSP（数字信号处理）是一种高性能的数字信号处理器，可用于设计SPWM（正弦脉宽调制）变压变频电源。

SPWM电源是一种通过调制正弦波脉宽来实现变压变频输出的电源系统，具有电压可调、频率可调的特点。

下面将介绍基于DSP的SPWM变压变频电源的设计。

首先，设计一个用于DSP控制的电源逆变器。

逆变器将直流电源转换为交流电源，以供电给负载。

选用具有较高的转换效率和稳定性的逆变器电路，如单臂全桥逆变器或三脚晶闸管逆变器。

其次，需要设计一个用于测量电源输出电压和电流的采样电路。

采样电路可以采用高精度的模数转换器（ADC）来实现，通过将电源输出连接到ADC输入引脚，可以准确测量输出的电压和电流。

接下来，设计一个电流闭环控制算法来控制电源输出电流。

电流闭环控制算法可以使用DSP的数字信号处理功能来实现。

通过实时采集电源输出电流的测量值，并与设定的电流参考值进行比较，可以计算出电流控制信号，以控制电源逆变器的输出电流。

然后，设计一个电压闭环控制算法来控制电源输出电压。

电压闭环控制算法也可以使用DSP的数字信号处理功能来实现。

通过实时采集电源输出电压的测量值，并与设定的电压参考值进行比较，可以计算出电压控制信号，以控制电源逆变器的输出电压。

最后，完成DSP的程序设计和参数设置。

通过编程DSP，将电流闭环控制算法和电压闭环控制算法实现在DSP中，并设置相应的参数，以实现电源逆变器的正常工作。

综上所述，基于DSP的SPWM变压变频电源的设计主要包括逆变器的设计、采样电路的设计、电流闭环控制算法的设计、电压闭环控制算法的设计和DSP程序设计与参数设置。

这个设计可以实现对电源输出电压和电流的精确控制，能够满足不同负载的要求，具有较高的效率和稳定性。

SPWM的基本原理及其应用实例

SPWM的基本原理及其应用实例1. 什么是SPWMSPWM（Sine Wave Pulse Width Modulation）即正弦波脉宽调制技术，是一种常用的电子控制技术。

在SPWM技术中，通过改变脉冲宽度来控制输出电压的大小，从而实现对电力系统的调节。

2. SPWM的基本原理SPWM技术基于一个简单的原理，即将一条直流电压通过开关器件开关，形成一串脉冲信号，通过调节脉冲的宽度和频率，可以模拟出一个接近正弦波的输出电压。

基本工作原理如下：•步骤1：通过开关器件将直流电源转换为交流电源。

•步骤2：通过比较器将一个参考正弦波信号与一个三角波信号进行比较。

•步骤3：根据比较结果，控制开关器件的导通和断开，改变脉冲的宽度和频率。

•步骤4：得到一个脉冲宽度与正弦波信号相关的输出波形，即SPWM输出。

3. SPWM的优点与应用SPWM技术具有以下优点：• 1. 输出波形接近正弦波： SPWM技术能够产生接近正弦波的输出波形，具有较低的谐波含量，适用于需要稳定高质量电源的场景。

• 2. 输出电压可调： SPWM技术可以通过改变比较器的阈值、参考信号的幅值和频率等参数，实现对输出电压的精确调节。

• 3. 调制频率高： SPWM技术的调制频率通常可以达到几百Hz甚至更高，适用于对输出电压要求高动态响应的系统。

SPWM技术在许多领域得到了广泛应用，以下是几个典型的应用实例：3.1 变频调速SPWM技术可用于电机驱动，通过调节输出电压的频率和电压大小，实现对电机的变频调速。

这在工业自动化领域中非常常见，可以节省能源和提高生产效率。

3.2 逆变器控制SPWM技术也广泛应用于逆变器中，用于将直流电源转换为交流电源。

逆变器通常用于太阳能发电、风能发电和电力调制等场景，SPWM技术可实现对逆变器输出电压波形的控制。

3.3 无线电通信在无线电通信领域，SPWM技术可以用于产生高频信号，实现调频调制（FM）。

通过改变脉冲的宽度和频率，可以实现对无线电信号的调制和解调。

用于逆变器的SPWM电路设计

２１年２月０１
湖北第二师范学院学报
ＪｕｎｌｏｂｉＵｎｖｒｉｆＥｕａｉｎｏｒａｆＨｕｅｉｅｓｔｏｄｃｔｙｏ
Ｆｂ２１ｅ．Ｏ１
Ｖ０．Ｎｏ２１２８．
第２８卷第２期
用于逆变器的ＳＷＭ电路设计Ｐ
作者简介：胡应洪（９７一）女，１６，四川绵阳人，师，究方向为电工、讲研电子技术，电源技术。
１引言
随着电力电子技术的发展，各种逆变器在各行业中应用十分广泛。而正弦波脉宽调制（ＰＳＷＭ）逆变是电路的核心技术。ＳＷＭ调制又可以分为单极性调制Ｐ和双极性调制两种。双极性调制方式应用于半桥功放电路，单极性调制方式应用于全桥功放电路。本文所述的逆变电路采用的是单极性调制方式。产生ＳＷＭ信号有多种方法，Ｐ但这些方法要么存在精度低、稳定性差等问题，要么存在开发周期长，实
一
２１ＳＷＭ调制信号．Ｐ在中小型逆变电路中，常用正弦波调制法来实现脉宽调制的目的，它是利用比较器来完成这一功能的，如图１所示。若将三角波送到比较器的反相输入端，将正弦波送到比较器的同相输入端，则在三角波幅值大于正弦波的幅值时，比较器将输出一个脉宽等于三角波大于正弦波部分所对应的时间间隔的负脉冲。而在三角波幅值小于正弦波的幅值时，比较器将输出一个脉宽等于三角波小于正弦波部分所对应的时间间隔的正脉冲。从图１可见：时在电压比较器的输出端这将得到一连串方波脉冲序列，这就是ＳＷＭ波信号。Ｐ在这里厂为三角波频率， △ 即载波频率；一．为正弦厂

实验四单相正弦波脉宽调制SPWM变频调速系统实验

单相正弦波脉宽调制SPWM 变频调速系统实验一、实验目的(1)掌握异步电动机变频调速的原理。

(2)了解异步电动机变频调速运行的基本参数，V/f 曲线。

二、实验所需挂件及附件序号型号备注1 DJK01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。

2 DJK11 单相异步电机SPWM 变频调速或DJK14单相交直交变频原理3 DJ21-1单相电阻启动异步电动机4 双踪示波器自备 5万用表自备三、实验线路及原理单相异步电动机的调速除了其起动需要另加附加绕组及相关电路之外，其变频调速原理与三相异步电动机相同，下面仍然以三相异步电动机的调速原理来说明，由电机学可知，电机的转速表达式为: 其中f 1为定子供电频率；p 为电机的磁极对数；s 为转差率，由上式可知改变定子供电频率f 1可以改变电机的同步转速，从而实现了在转差率s 保持不变情况下的转速调节，为了保持电机的最大转矩不变，希望维持电机气隙磁通恒定，因而要求定子供电电压也随频率作相应调整。

即在忽略定子阻抗压降的情况下，E 1≈U 1为使气隙磁通恒定，在改变定子频率的同时必须同时改变电压U 1，即保证常数f U φ11==。

单相正弦波脉宽调制逆变电路的输出电压与频率就是根据上述要求而设计的，因此由该逆变器供电的单相电动机可以实现速度调节的要求，其原理框图如图7-3所示。

单相异步电机采用电阻分相启动式，启动绕组串接PTC 保护器，当启动完毕时在离心开关的作用下自动切除启动支路。

在微处理器的控制下，利用键盘可以改变电路输出的V/f 比值，用键控方式改变输出频率以达到调频调速的目的。

关于逆变电路的原理请参考相关书籍、其输出电压波形为脉冲宽度按正弦规律变化的调制波，其中含有基波分量和各种高次谐波，以基波分量为主，谐波分量较小，当基波频率与幅值按某种恒压/频的规律变化时，电机转速随之改变。

四、实验内容(1)V/f 曲线测定。

(2)观察低频补偿对于提高启动力矩的效果。

1000瓦正弦波逆变器原理实图

这个机器，BT是12V,也可以是24V，12V时我的目标是800W，力争1000W，整体结构是学习了钟工的3000W机器，也是下面一个大散热板，上面是一块和散热板一样大小的功率主板，长228MM，宽140MM。

升压部分的4个功率管，H桥的4个功率管及4个TO220封装的快速二极管直接拧在散热板;DC-DC升压电路的驱动板和SPWM的驱动板直插在功率主板上。

因为电流较大，所以用了三对6平方的软线直接焊在功率板上：吸取了以前的教训：以前因为PCB设计得不好，打了很多样，花了很多冤枉钱，常常是PCB打样回来了，装了一片就发现了问题，其它的板子就这样废弃了。

所以这次画PCB时，我充分考虑到板子的灵活性，尽可能一板多用，这样可以省下不少钱，哈哈。

如上图：在板子上预留了一个储能电感的位置，一般情况用准开环，不装储能电感，就直接搭通，如果要用闭环稳压，就可以在这个位置装一个EC35的电感。

上图红色的东西，是一个0.6W的取样变压器，如果用差分取样，这个位置可以装二个200K的降压电阻，取样变压器的左边，一个小变压器样子的是预留的电流互感器的位置，这次因为不用电流反馈，所以没有装互感器，PCB下面直接搭通。

上面是SPWM驱动板的接口，4个圆孔下面是装H桥的4个大功率管，那个白色的东西是0.1R电流取样电阻。

二个直径40的铁硅铝磁绕的滤波电感，是用1.18的线每个绕90圈，电感量约1MH，磁环初始导磁率为90。

上图是DC-DC升压电路的驱动板，用的是KA3525。

这次共装了二板这样的板，一块频率是27K，用于普通变压器驱动，还有一块是16K，想试试非晶磁环做变压器效果。

这是SPWM驱动板的PCB，本方案用的是张工提供的单片机SPWM芯片TDS2285，输出部分还是用250光藕进行驱动，因为这样比较可靠。

也是为了可靠起见，这次二个上管没有用自举供电，而是老老实实地用了三组隔离电源对光藕进行供电。

因为上面的小变压器在打样，还没有回来，所以这块板子还没有装好。

SPWM全桥逆变器主功率电路和控制电路设计

SPWM全桥逆变器主功率电路设计一、课程设计目的本课程是自动化专业的学生在掌握所学习的专业基础课和专业课的基础上一次较全面的实践训练，通过完成一个具有较完善功能的设计课程题，达到训练学生综合运用所学知识的能力。

通过本科电力电子技术学习，熟悉无源逆变的概念。

二、任务采用全桥拓扑并用全控器件MOSFET形成主电路拓扑，设计逆变器硬件电路，并能开环工作。

输入：48Vdc, 输出：40Vac/400Hz要求：1.掌握全桥逆变的概念，分析全桥逆变器中每个元件的作用：2分析正弦脉宽调制（SPWM）原理，及硬件电路实现形式；3.应用protel制作SPWM逆变器线路图；4.根据线路图制作硬件，并调试；三．原理图1设计框图逆变电路是指将低电压变为高电压,把直流电变为交流电的电路,它与整流电路相对应,是通用变频器的核心部件之一,有非常重要的作用.它的基本作用是在控制电路的控制下,将中间的直流电路输出的直流电源转换为频率和电压都任意可调的交流电源。

如图所示1 设计的主要原理是，通过逆变电路对输入的直流电源进行逆变，在控制电路的作用下，使之输出想要的正弦信号。

PWM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波形(含形状和幅值)。

当采用正弦波作为调制信号来控制输出PWM脉冲的宽度，使其按照正弦波的规律变化，这种脉冲宽度调制控制策略就称为正弦脉冲宽度调制，产生SPWM脉冲，采用最多的载波是等腰三角波；因为等腰三角波上任一点的水平宽度和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相交时，如果在交点时刻对电路中开关器件的通断进行控制，就可以得到宽度正比于信号波幅值的脉冲。

在调制信号波为正弦波时，所得到的就是SPWM波形。

四主电路设计桥式逆变结构：基本的电压源桥式逆变结构，两组功率开关串联跨接于电源，成为一个桥臂，以其串联中点为输出点。

这样的结构不允许串联开关同时导通，按照不同开关的通断组合，桥臂可以将它所跨接的两个不同电位作为输出，合理安排这些不同的桥臂输出电位可能生成有正有负的输出电压，这是桥式逆变电路实现电源极性变换的基本原理。

纯正弦波逆变器电路图大全(数字式-自举电容-光耦隔离反馈电路图详解)

纯正弦波逆变器电路图大全（数字式/自举电容/光耦隔离反馈电路图详解）纯正弦波逆变器电路图（一）基于高性能全数字式正弦波逆变电源的设计方案逆变电源硬件结构如图2所示。

主要包括直流推挽升压电路、正弦逆变电路、输出滤波电路、驱动电路、采样电路、主控制器和点阵液晶构成。

其中，直流升压部分将输入电压升高至输出正弦交流电的峰值以上的母线直流电压，正弦逆变部分将母线直流电压逆变后经输出滤波电路得到正弦式交流电，采样电路则对母线电压、母线电流、输出电压、输出电流、输入电压进行采样，以实现短路保护、过压欠压保护、过流保护、闭环稳压等功能。

驱动电路的功能是将驱动信号的逻辑电平进行匹配放大，以满足驱动功率管的要求。

控制电路的功能是产生驱动信号，并对采样信号进行处理，以实现复杂的系统功能。

点阵液晶的功能是显示系统工作信息，如果输出电压、电流以及保护信息等。

1）主控制器主控制器选用STM32F103VE增强型单片机，STM32系列单片机是意法半导体公司专门为高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用设计的产品。

此单片机采用哈佛结构，使处理器可以同时进行取址和数据读写操作，处理器的性能高达1.25 MIPS/MHz.支持单周期硬件乘除法，最高时钟频率72 M，最大可达512 kB片上Flash及64 kB片上RAM.同时具有多达30路PWM及3个12位精度的ADC等众多适合做逆变及电机驱动的外设。

在本系统中用于产生PWM、SPWM驱动信号，并对采样信号进行处理，以完成稳压反馈及保护功能，并驱动点阵液晶显示系统信息。

考虑实际的功率管及驱动芯片的速度，升压PWM波的频率为20 kHz，逆变SPWM波的频率为18 kHz.根据调制方法的不同，SPWM驱动信号形式可以分为：双极性、单极性和单极性倍频。

由于双极性调制失真度小，故本设计中SPWM 采用双极性驱动方式。

2）点阵液晶选用LPH7366型点阵液晶，具有超低功耗的特点。

用于显示系统当前的工作状态，如输出电压、输出电流、输入电压等信息。

正弦脉宽调制(SPWM)控制

正弦脉宽调制（SPWM）控制2010-09-18 ylw527 + 关注献花(4)为了使变压变频器输出交流电压的波形近似为正弦波，使电动机的输出转矩平稳，从而获得优秀的工作性能，现代通用变压变频器中的逆变器都是由全控型电力电子开关器件构成，采取脉宽调制(pulse width modulation, 简称pwm ) 控制的，只有在全控器件尚未能及的特大容量时才采取晶闸管变频器。

应用最早而且作为pwm简称spwm)。

图3-1与正弦波等效的等宽不等幅矩形脉冲波序列3.1正弦脉宽调制原理一个连续函数是可以用无限多个离散函数迫近或替代的，因而可以设想用多个分歧幅值的矩形脉冲波来替代正弦波，如图3-1所示。

图中，在一个正弦半波上分割出多个等宽不等幅的波形(假设分出的波形数目n=12)，如果每一个矩形波的面积都与相应时间段内正弦波的面积相等，则这一系列矩形波的合成面积就等于正弦波的面积，也即有等效的作用。

为了提高等效的精度，矩形波的个数越多越好，显然，矩形波的数目受到开关器件允许开关频率的限制。

在通用变频器采取的交-直-交变频装置中，前级整流器是不成控的，给逆变器供电的是直流电源，其幅值恒定。

从这点出发，设想把上述一系列等宽不等幅的矩形波用一系列等幅不等宽的矩形脉冲波来替代(见图3-2)，只要每个脉冲波的面积都相等，也应该能实现与正弦波等效的功能，称作正弦脉宽调制(spwm)波形。

例如，把正弦半波分作n等分(在图3-2中，n=9)，把每一等分的正弦曲线与横轴所包抄的面积都用一个与此面积相等的矩形脉冲来代替，矩形脉冲的幅值不变，各脉冲的中点与正弦波每一等分的中点相重合，这样就形成spwm波形。

同样，正弦波的负半周也可用相同的方法与一系列负脉冲波等效。

这种正弦波正、负半周分别用正、负脉冲等效的spwm波形称作单极式spwm。

图3-2spwm波形图3-3是spwm变压变频器主电路的原理图，图中vt1~vt6是逆变器的六个全控型功率开关器件，它们各有一个续流二极管(vd1~vd6)和它反并联接。

正弦波脉宽调制(SPWM)

为使一相的PWM波正负半周镜对称，N 应取奇数；
fr 很低时，fc 也很低，由调制带来的谐波不易滤除；
fr 很高时，fc 会过高，使开关器件难以承受。
•同步调制三 u 相PWM波形
O
u UN'
Ud 2
0
Ud 2
u VN'
0
u WN'
0
u rU
u c u rV
u rW t
t t t
u a)
O
t
u
b)
O
t
图6-3
PWM调制原理
按照波形面积相等的原则，每一个矩形波的面积与相应位置的正弦波面积相等，因而这个序列的矩形波与期望的正弦波等效。这种调制方法称作正弦波脉宽调制（Sinusoidal pulse width modulation，简称 SPWM），这种序列的矩形波称作SPWM 波。
1.2
0.8
0.4
0 10 20 30 40 50 60 70 80 fr /Hz
（4）混合调制
可在低频输出时采用异步调制方式，高频输出时切换到同步调制方式，这样把两者的优点结合起来，和分段同步方式效果接近。
5. PWM逆变器主电路及输出波形
Ud 2
+ VVT11 C
U
VD1 VVT3 3
（3）分段同步调制
把 fr 范围划分成若干个频段，每个频段内保持N恒定，不同频段N不同；
在 fr 高的频段采用较低的N，使载波频率不致过高；
在 fr 低的频段采用较高的N，使载波频率不致过低；
• 分段同步调制方式
fc /kHz 201 147 99
2.4

逆变器中的SPWM

四、正弦波信号和三角波信号的产生由调制电路可知，要产生SPWM信号，必须要有正弦波信号和三角波信号。

由于正弦波UPS在无市电时也要向负载提供正弦电压，而此时并无市电，所以正弦波信号和三角波信号必须由UPS 电路自身产生。

其中三角波的产生比较容易，比较困难的是正弦波信号。

这种由UPS自身产生的正弦波信号称为本机正弦波信号。

对本机正弦波的主要要求是：频率为50Hz（或可选）、幅度要稳定，失真度要小，要能被市电同步。

本机正弦波信号的产生方式有多种，本文将介绍3中常见方式。

即用运放电路产生本机正弦波信号、用数字电路产生本机正弦波信号和由电脑芯片产生本机正弦波信号。

㈠、用运放电路产生本机正弦波信号用运放组成的电路可以产生正弦波信号，在3中方式中电路最简单，但失真度也最大，约为5%左右。

图7所示为PULSE（保时）500型后备式工频机的正弦波形成电路。

电路主要由正弦波发生电路、三角波发生电路、差分放大器、Vz电压发生电路等构成。

4.1 Vz电压的产生和作用图中运放IC3C及周边元件组成了Vz电压发生电路。

IC3C接成跟随器电路，其同相输入端○10脚接有R56、R57 组成的分压器，R56、R57的数值相等，将+12V电压分压为1/2，即6V，因此跟随器○8脚输出即为6V。

C43、C44为滤波电容，可使Vz电压更加稳定。

我们知道有些信号，例如正弦信号是有正负半周的双极性信号，运放电路要处理双极性信号必须使用双极性电源，但这会使电路复杂化。

为了使运放在采用单电源的情况下也能处理双极性信号，采用了Vz电压。

采用Vz电压后，在12V电源电压系统中，相当于将信号的X轴沿着Y轴升高了6V，正好位于+12V的中间，给负半周信号留出了空间，于是单电源运放也能处理双极性信号。

4.2 方波信号发生器方波发生电路由IC3B、W5及周边元件组成，任务是产生合乎要求的50Hz方波信号，参见图7。

图中IC3B及周边元件组成自激振荡电路，输出为方波。