PWM基本原理介绍

　　PWM(PulseWidthModulation)控制——脉冲宽度调制技术，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)。

　　PWM控制技术在逆变电路中应用最广，应用的逆变电路绝大部分是PWM型，PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的应用，才确定了它在电力电子技术中的重要地位。

　　1PWM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1形状不同而冲量相同的各种窄脉冲

　　面积等效原理：

　　分别将如图1所示的电压窄脉冲加在一阶惯性环节(R-L电路)上，如图2a所示。其输出电流i(t)对不同窄脉冲时的响应波形如图2b所示。从波形可以看出，在i(t)的上升段，i(t)的形状也略有不同，但其下降段则几乎完全相同。脉冲越窄，各i(t)响应波形的差异也越小。如果周期性地施加上述脉冲，则响应i(t)也是周期性的。用傅里叶级数分解后将可看出，各i(t)在低频段的特性将非常接近，仅在高频段有所不同。

　　图2冲量相同的各种窄脉冲的响应波形

　　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。

　　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。

　　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。