spwm逆變電路工作原理詳解-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2025-12-11
SPWM（正弦脈寬調制）是一種通過比較正弦波（調制波）與高頻三角波（載波）來生成脈寬調制信號的控制技術。其目標是使逆變器的輸出電壓波形盡可能接近正弦波，從而減少諧波失真并提高輸出質量。
調制波：通常是一個低頻正弦波（例如50Hz或60Hz），代表期望的輸出交流信號。
載波：通常是一個高頻三角波（例如幾kHz到幾十kHz），用于生成高頻開關信號。
比較過程：當正弦波的瞬時值大于三角波時，輸出高電平（開關導通）；反之，輸出低電平（開關關閉）。這會生成一系列寬度隨正弦波變化的脈沖信號。
通過調整正弦波的幅度（調制指數）和三角波的頻率，可以控制輸出電壓的大小和波形質量。
H橋逆變器是一種經典的拓撲結構，因其電路形狀像字母“H”而得名。它由四個功率開關器件（通常是MOSFET或IGBT四）組成，分為兩組橋臂，用于控制電流流向負載。
四個開關：記為S1、S2、S3、S4，分別位于H橋的四個橋臂。
S1和S2組成左橋臂，S3和S4組成右橋臂。
每個開關通常與一個反并聯二極管（續流二極管）配合，用于在開關關斷時提供電流續流路徑。
直流電源：提供輸入直流電壓（例如電池或整流電源）。
負載：連接在H橋的輸出端（通常是感性負載、電阻性負載或電機）。
控制信號：由SPWM信號驅動，控制開關的導通與關斷。
H橋的工作基于開關對的協同動作，通過改變電流方向生成交流輸出。
常見的開關組合包括：
正向電流：S1和S4導通，電流從直流正極流向負載，再回到負極，輸出正電壓。
反向電流：S2和S3導通，電流方向相反，輸出負電壓。
禁止狀態：某些開關組合（如S1和S2同時導通）會導致直流短路，必須避免。
開關控制：
同一橋臂的上下管互補導通，避免直通短路（需加入死區時間）。
在正弦波正半周，一對角開關交替導通；負半周切換至另一對角，實現交流極性反轉。
輸出特性：
脈沖序列的面積與目標正弦波在相應區間內的面積相等（面積等效原理），經濾波后輸出基波接近理想正弦波。
通過調整調制比（正弦波幅值與三角波幅值之比），可線性調節輸出電壓幅值；改變調制波頻率則調節輸出頻率。
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