脉宽调制(PWM)技术课件.ppt

第7章 PWM控制技术 引言 7.1 PWM控制的基本原理 7.2 PWM逆变电路及其控制方法 7.3 PWM跟踪控制技术 7.4 PWM整流电路及其控制方法 本章小结 第7章 PWM控制技术? 引言 PWM (Pulse Width Modulation)控制就是 脉宽调制技术：即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要的波形（含形状和幅值)。 第3、4章已涉及到PWM控制，第3章直流斩波电路采用的就PWM技术；斩控式调压电路和矩阵式变频电路也都涉及到了。 第7章 PWM控制技术? 引言 PWM控制的思想源于通信技术，全控型器件的发展使得实现PWM控制变得十分容易。 PWM技术的应用十分广泛，它使电力电子装置的性能大大提高，因此它在电力电子技术的发展史上占有十分重要的地位。 PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的成功应用，才确定了它在电力电子技术中的重要地位。现在使用的各种逆变电路都采用了PWM技术。 7.1 PWM控制的基本思想 1）重要理论基础——面积等效原理 7.1 PWM控制的基本思想 7.1 PWM控制的基本思想 7.1 PWM控制的基本思想 7.1 PWM控制的基本思想 7.1 PWM控制的基本思想 2）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。 7.2 PWM逆变电路及其控制方法 目前中小功率的逆变电路几乎都采用PWM技术。 逆变电路是PWM控制技术最为重要的应用场合。 本节内容构成了本章的主体。 PWM逆变电路也可分为电压型和电流型两种，目前实用的PWM逆变电路几乎都是电压型电路。 7.2 PWM逆变电路及其控制方法 7.2.1 计算法和调制法 7.2.2 异步调制和同步调制 7.2.3 规则采样法 7.2.4 PWM逆变电路的谐波分析 7.2.5 提高直流电压利用和减少开关次数 7.2.6 PWM逆变电路的多重化 7.2.1 计算法和调制法 3）单极性PWM控制方式（单相桥逆变） 7.2.1 计算法和调制法 负载电流为负的区间， V1和V4仍导通，io为负，实际上io从VD1和VD4流过，仍有uo=Ud 。 V4关断V3开通后，io从V3和VD1续流，uo=0。 uo总可得到Ud和零两种电平。 7.2.1 计算法和调制法 7.2.1 计算法和调制法 7.2.1 计算法和调制法 7.2.1 计算法和调制法 输出线电压PWM波由±Ud和0三种电平构成 负载相电压 UUN=UUN’-（ UUN’ +UUN’ +UUN’ ）/ 3 由(±2/3)Ud、(±1/3)Ud和0共5种电平组成。 防直通的死区时间 同一相上下两臂的驱动信号互补，为防止上下臂直通而造成短路，留一小段上下臂都施加关断信号的死区时间。 死区时间的长短主要由开关器件的关断时间决定。 死区时间会给输出的PWM波带来影响，使其稍稍偏离正弦波。 7.2.1 计算法和调制法 5）特定谐波消去法 (Selected Harmonic Elimination PWM—SHEPWM) 7.2.1 计算法和调制法 7.2.1 计算法和调制法 7.2.1 计算法和调制法 消去两种特定频率的谐波 7.2.1 计算法和调制法 一般在输出电压半周期内，器件通、断各k次，考虑到PWM波四分之一周期对称，k个开关时刻可控，除用一个自由度控制基波幅值外，可消去k－1个频率的特定谐波。 k的取值越大，开关时刻的计算越复杂。 除计算法和调制法外，还有跟踪控制方法。 7.2.2 PWM型电路的控制方式---异步调制和同步调制 7.2.2 异步调制和同步调制 7.2.2 异步调制和同步调制 7.2.3 SPWM波形的生成方法---自然采样法和规则采样法 7.2.3 规则采样法 三角波两个正峰值之间为一个采样周期Tc 。 自然采样法中，脉冲中点不和三角波(负峰点)重合。 规则采样法使两者重合，使计算大为减化。 如图所示确定A、B点，在tA和tB时刻控制开关器件的通断。 脉冲宽度d 和用自然采样法得到的脉冲宽度非常接近。 7.2.3 规则采样法 7.2.3 规则采样法 7.2.4 PWM逆变电路的谐波分析 使用载波对正弦信号波调制，会产生和载波有关的谐波