你知道spwm原理中三角波载波的作用吗？

时间：2020-05-01 10:27:14

关键字： spwm 三角波正弦

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[导读]你知道什么是三角波载波吗?本文主要介绍了关于三角波载波的相关内容，并对spwm原理中三角波载波的作用进行了详尽的讲解。

你知道什么是三角波载波吗?本文主要介绍了关于三角波载波的相关内容，并对spwm原理中三角波载波的作用进行了详尽的讲解。

一、SPWM

SPWM(Sinusoidal PWM)法是一种比较成熟的，目前使用较广泛的PWM法。前面提到的采样控制理论中的一个重要结论：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。SPWM法就是以该结论为理论基础，用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆变电路中开关器件的通断，使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等，通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值。

脉宽调制技术通过一定的规律控制开关元件的通断，来获得一组等幅而不等宽的矩形脉冲波形，用以近似正弦电压波形。脉宽调制技术在逆变器中的应用对现代电力电子技术以及现代调速系统的发展起到极大的促进作用。近几年来，由于场控自关断器件的不断涌现，相应的高频SPWM(正弦脉宽调制)技术在电机调速中得到了广泛应用。SA8281是MITEL公司推出的一种用于三相SPWM波发生和控制的集成电路，它与微处理器接口方便，内置波形ROM及相应的控制逻辑，设置完成后可以独立产生三相PWM波形，只有当输出频率或幅值等需要改变时才需微处理器的干预，微处理器只用很少的时间控制它，因而有能力进行整个系统的检测。保护和控制等。基于SA8281和89C52的变频器具有电路简单。功能齐全。性能价格比高。可靠性好等优点。

二、什么是三角波载波

三角波载波在SPWM里面充当载波，这个三角波是等腰三角波，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，得到的就是SPWM波了 SPWM为什么采用三角波载波SPWM，就是在PWM的基础上改变了调制脉冲方式，脉冲宽度时间占空比按正弦规率排列，这样输出波形经过适当的滤波可以做到正弦波输出。

它广泛地用于直流交流逆变器等，比如高级一些的UPS就是一个例子。三相SPWM是使用SPWM模拟市电的三相输出，在变频器领域被广泛的采用。PWM的全称是PulseWidthModulation(脉冲宽度调制)，它是通过改变输出方波的占空比来改变等效的输出电压。广泛地用于电动机调速和阀门控制，比如我们现在的电动车电机调速就是使用这种方式。

三、spwm原理中三角波载波有何作用

一般来说，计算得到的占空比是个数据，想要把这个数据转换成时间需要参照，比如在仿真中，三角波的周期跟仿真时间同步的，因此用占空比数据和三角波比较就得到了开关时间。在DPS程序控制中，这个三角波就相当于定时器的双向计数模式。三角波起的是线性时间参照的作用，把算出的时间量转换成实际的时间。

之所以用三角波作参照，因为矢量合成时一般用5段法和7段法，一个周期内开关动作是对称的。如果用4段法，就不能用三角波了。

SVPWM的主要思想是以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准，以三相逆变器不同开关模式作适当的切换，从而形成PWM波，以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。传统的SPWM方法从电源的角度出发，以生成一个可调频调压的正弦波电源，而SVPWM方法将逆变系统和异步电机看作一个整体来考虑，模型比较简单，也便于微处理器的实时控制。

四、浅析SPWM技术

1.SPWM技术就是希望输出的电压波形是正弦波，通过调节占空比来实现调节平均电压的方法。

2.三角波作为载波(设置epwm的周期寄存器) 正弦波作为调制波

3.原理：DSP定时器产生三角波为增减计数，没有负半波，因此把坐标远点定在三角波的波谷，以得到双极性SPWM

假设：三角波载波幅值为Ur/2，周期为Tr，频率为fr，正弦波幅值为Us

1)得正弦波函数：us=Us*sin(wts)

2)载波比N=fs/fr

3)调制度M=Us/(Ur/2) (0=

4)根据几何关系可得Ton/(Tr/2)=(0.5Ur+Us*sin(wts))/Ur

因为Us=M*Ur/2

所以Ton=(Tr/4)(1+Msin(wts))

其中ts为采样时刻，wts=k*2π/N ，ke0,1,2,3,4,5,6,……,N-1,