• 输出电压波形：修正弦波
• 输入电压范围：12/24（V）
• 输出功率：2000（W）
• 电压调整率：99（%）
• 负载调整率：99（%）

正弦波逆变器中的SPWM调制 方式简介 电源网2012年度技术交流大会 --------钟任生 调制: 一般来说，使载波的某些特性（如幅度，频率或相位） 随基波变化的过程我们称为调制。用调制的方式传输基波， 我们一般都是为了便于提升传输的某些特性，如距离，抗干 扰性，效率等…… 调制的种类： 调制的种类很多，分类方法也不一致，比如广播电视通 讯中的调幅和调频 ，就是为了使高频正弦波载波的幅度和相 位跟随基波（音视频信号）的频率和幅度的变化。达到远距 离传输的目的。 这里，我们先来回顾一下PWM (Pulse Width Modulation ，英文简称PWM）调制方式,其基本原理如下 图所示: 这就是在开关电源中我们常用 的DC-DC变换的基本原理，在这个 变换过程中实现了功率开关管工作 在开关状态，理论效率为1.按照这 个思路，如果对于交流电，如50HZ 的正弦波，我们把它看成是有许许 多多的呈阶梯状的直流信号组成 的，这样我们就可以用许许多多的 宽窄不等的脉冲来等效这个正弦波 了，从而实现了功率管工作在开关 状态。如果在一个正弦波周期内的 脉冲个数比较多，就能精度比较高 地通过LC滤波还原成正弦波，这就 是SPWM调制的基本原理。 正弦脉宽调制（Sine Pulse Width Modulation ，英文简称 SPWM)也是一种调制方式，其基本内容为： 1.基波：一般为低频率（相对于载波）的正弦波，如逆变电 源中的50/60/400Hz正弦波信号，D类功放中20-20kHz的音 频信号等。 2.载波：一般为高频率（相对于基波）的线性三角波或锯齿 波。 3.载波比：载波频率和基波频率的比值我们成为载波比。 4.LC滤波：主要是通过LC的滤波作用把一系列按正弦规律变 化的脉冲还原成正弦波。 5.调制度M：在SPWM调制里, 调制度等于基准正弦波（调制 波）幅值和载波幅值的比值。M<1时直流母线的利用率低； M=1时，能输出最大不失真调制波；M>1时，输出调制波产 生削顶和大量的谐波。 SPWM调制的实现方式： 模拟实现方式： 在模拟电路里，我们常常用调制基波（正弦波）和载波 （三角波或锯齿波）的幅值来做比较，幅值高时就输出高 电平或低电平产生SPWM调制波。 单极性调制：其基本原理如下图所示 具体的实现方法就是把基波和载波分别输入到比较器的正负 端，如下如所示： 单极性SPWM在全桥电路中的驱动时序: 全桥的基本变换电路为： 一种误区： 如果Q1-Q4的驱动时序如下图，我们可以分析出，当正弦波 正半波时Q1,Q3按正弦规律导通，负半波时Q2,Q4按正弦规 律导通.最终A，B两节点之间的波形如下图的UAB；经过LC 滤波后的输出波形如下图的Uo所示为正弦波。可是实际我们 搭电路出来一试呢，发现空载时Uo为50Hz方波，带载到一 定程度才是正弦波，为什么呢？怎么改进呢？ 现在我们就来分析这个问题： 空载时，在Q1的第一个脉冲导通 后，母线电压通过L给C充电，此时C 充上的电压并不高， Q1的第一个脉 冲过后，4个功率管中只有Q3导 通，所以C上的电压得以保持到Q2 的第二个脉冲的到来，这样C上的电 压又在第二个脉冲充得更高，这样 要不了几个脉冲，C上的电压就充到 母线电压了，因而空载就输出方波 了。要解决这个问题，只需要在Q1 截止时让Q2导通，这样C在上一个 脉冲储存的能量会有一部分返回到 电感L,这样电感的电流才不会断 续，Uo就空载也输出正弦波了。 下面是典型的单极性调制正确的驱动时序： 从上面的驱动时序可以看出典型的单极性调制有如下特 点：高频臂Q1,Q2两个功率管工作在高频状态，低频臂 Q3,Q4两个功率管工作在低频状态，只有一半的功率管有开 关损耗，和其他4个功率管都工作在高频状态的调制方式相 比，总的开关损耗只有一半。由此可以知道，高频臂Q1,Q2 两个功率管工作在高频状态，损耗比低频臂Q3,Q4两个功率 管工作在低频状态要高，因而发热比较大，寿命要短。于是 人们提出了一种改进型的单极性调制，其原理是让每个功率 管都轮流半个基波周期工作在高频状态，半个周期工作在低 频状态，其时序如下图： Q I I I I I I I I 1 1 I I I ω 门 「内「 一 门门 门 。 「 门门「 Q4 1 1 n 门 阳 门 「门 「 一 门门 门 ｜ ｜ ｜ ｜ ｜ ｜ J二、牛町·． ，？一 一 ‘二 二 ... 、.、 ， 、、、、 、、 ，？ ．· ’ 飞 · ‘·） 从上面得时序图可以看出，上面的4个功率管都是半个 基波周期工作在高频状态，半个基波周期工作在低频状态， 一直轮流工作了，这样4个功率管基本上做到了损耗均等， 寿命均等。