單極性spwm調制,單極性逆變器原理-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2025-12-12
單極性SPWM調制（正弦脈寬調制），通過生成等效正弦波的脈沖序列來控制輸出電壓。它的原理是使用單極性三角波作為載波，與正弦調制波進行比較，生成開關信號，從而實現調壓和調頻。
單極性調制是全橋逆變電路中最基礎的調制方式之一。
電路拓撲：通常采用全橋電路（H橋），由四個開關管（Q1,Q2,Q3,Q4）組成。
調制方法：
載波：采用單極性的等腰三角波。
調制波：正弦波。
單極性SPWM對應的4個管子的開關狀態是怎樣的呢？
在調制波的正半周期輸出是+Udc，在調制波的負半周期輸出的是一Udc，H橋輸出端的電壓變化是從+Udc到0，再從0到-Udc，變化幅度相對于雙極性來說縮小了一半。
調制波的正半周期：G3關斷，G4導通，此時給G1和G2輸入互補的SPWM,輸出O~+Udc
調制波的負半周期：G1關斷，G2導通，此時給G3和G4輸入互補的SPWM,輸出-Udc~0因此在整個調制波的周期內總有一對管子是不做高頻切換的，以調制波的頻率切換的，所以開關損耗降低了，進而MOS的發熱也會降低。
優點：
1.開關管的開關頻率降低了，開關損耗也會降低。
2.相比于雙極性SPWM，H橋的輸出電壓變化范圍縮小一半。
單極性SPWM因其在每個開關周期內逆變輸出電壓只有零點平和一個正或負電平而得名，它不適用于半橋電路，而雙極性SPWM在半橋和全橋電路中都適用。
單極性SPWM仍采用正弦波為調制波，三角波為載波，但按調制波每半個周期對調制波本身或載波進行一次極性反轉。本文采用載波反轉的分析模型，載波為單極性不對稱三角波，如圖所示，載波比和調制深度與雙極性SPWM逆變電路相同。
全橋逆變電路：
全橋電路兩個橋臂之一，例如開關Q1和Q4組成方向臂，當調制信號us>0時，Q1導通，而Q4關斷，輸出的平均電壓大于零；當調制信號us<0時，Q4導通，而Q1關斷，輸出的平均電壓小于零。另一個橋臂組成斬波臂，采用載波頻率的互補控制信號，當us>uc時，Q3導通，而Q2關斷；當us<uc時，Q2導通，而Q3關斷。
在單極性SPWM工作模式下，電路有三種工作模式，Q1、Q3載流，輸出電壓為正；Q2、Q4載流，輸出電壓為負；橋臂上側或下側一個主功率開關和另一個臂同側續流二極管載流，如Q1、Q2載流，輸出電壓為零。主電路在每個開關周期內輸出電壓在正和零（或負和零）間跳變，正負兩種電平不會同時出現在一個開關周期內，故稱為單極性SPWM逆變電路。
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