



今天不讲永磁电机控制,应粉丝要求,先插播一个级联H桥变频器调制策略的一个基础知识:SPWM调制
SPWM调制分为单极性,双极性和单极性倍频三种,这三种方式有什么区别呢?下面我们来逐一探讨下
——
双极性调制
以定义一个H桥逆变器,L桥臂上管G1,下管G3,N桥臂上管G2,下管G4。
双极性SPWM是采用一个双极性的三角载波(-1~1)与正弦调制波相比产生spwm,输出±Udc电平(注意,这种方式只有这两种电平)。
通俗的来说就G1和G2的PWM互补,且G1和G3互补,即G1和G4的驱动信号相同,G2和G3的驱动信号相同且是和G1G4相反的,我们使用MCU控制的时候可以把G1和G4连在一起接到PWM上,G2和G3连在一起接到其互补通道上。
这种调制有啥优点
代码简单
控制逻辑清晰明了
当然,缺点也很明了
管子一直在载波频率下开关,开关损耗大,发热严重,寿命短
效率低
谐波含量高
——
单极性调制
单极性调制是在正弦波的正半周期内与单极性三角载波(0~1)相比,正弦调制波负半周期内与单极性三角载波(-1~0)相比。
调制波的正半周期:G3关断,G4导通,此时给G1和G2输入互补的SPWM,输出0~+Udc
调制波的负半周期:G1关断,G2导通,此时给G3和G4输入互补的SPWM,输出-Udc~0(注意,这种调制方式产生的是三种电平)。
因此,在整个调制波的周期内总有一对管子是不做高频切换的,以调制波的频率切换的,所以开关损耗降低了,进而MOS的发热也会降低。
这种调制有啥优点:
开关管的开关频率降低了,开关损耗也会降低
相比于双极性SPWM,H桥的输出电压变化范围缩小一半。
——
单极倍频调制
单极性倍频和双极性有点类似,对于L和N桥臂他们的调制波相位相差180度,并且与同一个双极性载波(-1~1)相比产品pwm波(也可以两个桥臂调制波一致,把载波相位移相180度,效果是一样的)。
从调制波的波形来看,单极性的调制方式完成正负半轴的周期是2p,而单极性倍频是p,周期缩短一半,频率增加了一倍。
这种调制有啥优点:
在相同的载波频率下能输出更高的频率,使得后级的LC电路中的电感可以更小,因此体积也会更小,成本更低。
输出的高频谐波含量也会更少
——
三种调制方式的波形见图2,图3和图4
对于级联H桥逆变器来说,往往单极倍频调制方式更加适用!
这篇文章就先写到这里,权当抛砖引玉,欢迎大家交流学习!
SPWM调制分为单极性,双极性和单极性倍频三种,这三种方式有什么区别呢?下面我们来逐一探讨下
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双极性调制
以定义一个H桥逆变器,L桥臂上管G1,下管G3,N桥臂上管G2,下管G4。
双极性SPWM是采用一个双极性的三角载波(-1~1)与正弦调制波相比产生spwm,输出±Udc电平(注意,这种方式只有这两种电平)。
通俗的来说就G1和G2的PWM互补,且G1和G3互补,即G1和G4的驱动信号相同,G2和G3的驱动信号相同且是和G1G4相反的,我们使用MCU控制的时候可以把G1和G4连在一起接到PWM上,G2和G3连在一起接到其互补通道上。
这种调制有啥优点
代码简单
控制逻辑清晰明了
当然,缺点也很明了
管子一直在载波频率下开关,开关损耗大,发热严重,寿命短
效率低
谐波含量高
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单极性调制
单极性调制是在正弦波的正半周期内与单极性三角载波(0~1)相比,正弦调制波负半周期内与单极性三角载波(-1~0)相比。
调制波的正半周期:G3关断,G4导通,此时给G1和G2输入互补的SPWM,输出0~+Udc
调制波的负半周期:G1关断,G2导通,此时给G3和G4输入互补的SPWM,输出-Udc~0(注意,这种调制方式产生的是三种电平)。
因此,在整个调制波的周期内总有一对管子是不做高频切换的,以调制波的频率切换的,所以开关损耗降低了,进而MOS的发热也会降低。
这种调制有啥优点:
开关管的开关频率降低了,开关损耗也会降低
相比于双极性SPWM,H桥的输出电压变化范围缩小一半。
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单极倍频调制
单极性倍频和双极性有点类似,对于L和N桥臂他们的调制波相位相差180度,并且与同一个双极性载波(-1~1)相比产品pwm波(也可以两个桥臂调制波一致,把载波相位移相180度,效果是一样的)。
从调制波的波形来看,单极性的调制方式完成正负半轴的周期是2p,而单极性倍频是p,周期缩短一半,频率增加了一倍。
这种调制有啥优点:
在相同的载波频率下能输出更高的频率,使得后级的LC电路中的电感可以更小,因此体积也会更小,成本更低。
输出的高频谐波含量也会更少
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三种调制方式的波形见图2,图3和图4
对于级联H桥逆变器来说,往往单极倍频调制方式更加适用!
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