【正文】 SPWM 波 規(guī)則采樣法是從自然采樣法演變而來的，它由經(jīng)過采樣的正弦波 (實際上是階梯波 )與三角波相交，由交點得出脈沖寬度。圖中的 ru 為正弦調(diào)制波， cu 為三角形載波。通過 ru 和 cu 的比較，獲取 SPWM 控制信號來控制圖 36主電路中開關(guān)元件的 導(dǎo)通或關(guān)斷， IGBT 的通 /斷發(fā)生在 ru 和 cu 的交點時刻。在 ru 的正半周期間，給 T1始終施加開通控制信號，使其始終保持導(dǎo)通狀態(tài)，使 T T3始終保持關(guān)斷狀態(tài)，只控制 T4。 10 圖 35 單極性 PWM控制原理 在 ru 的負半周，使 T3保持始終受控導(dǎo)通狀態(tài)，使 T T4一直保持關(guān)斷，只控制 T2。 這種調(diào)制方式中，在調(diào)制波 ru 的正、負半個周期內(nèi)，三角形載波只在一個方向變化，輸出電壓也只在一個方向變化。其中的 1ou 為基波分量的波形，與正弦調(diào)制電壓 ru 的形狀相同。像這種在 ru 的半個周期內(nèi)三角形載波只在單一的正極性或負極性范圍內(nèi)變化，所得到的 SPWM 波形也只在單 個極性范圍變化的控制方式稱為單極性 SPWM 控制方式。其控制和輸出波形如圖 36 所示。但 cu 的波形與單極性時有明顯的不 同，在 ru 的半個周期內(nèi)，三角波載波不再是單極性的，而是有正有負的雙極性三角波。當(dāng) cr uu? 時，同時給 T1 和 T4 導(dǎo)通信號，給 T2和 T3 關(guān)斷信號，此時若 00?i ，則 T1 和 T4 導(dǎo)通，若 00?i ，則 Dl 和 D4 導(dǎo)通，兩種情況下輸出電壓均為 du? ；當(dāng) cr uu ? 時，給 T2 和 T3 導(dǎo)通信號，給 Tl 和 T4 關(guān)斷信號， 11 若此時 00?i ，則 T2 和 T3 導(dǎo)通，若 00?i ，則 D2 和 D3 導(dǎo)通，兩種情況下輸出電壓 ou均為 du? 。主電路的輸出電壓 ou 波形如圖 36 所示，其幅值只有du? 、 du? 兩種。從以上的分析可見，單相橋式電路既可采取單極性調(diào)制，也可采用雙極性調(diào)制。 圖 36 雙極 性 SPWM 控制原理 (2) 同步調(diào)制與異步調(diào)制 在 PWM 逆變電路中，載波頻率 fc 與調(diào)制信號頻率 fr 之比 N= fc/fr。 a) 異步調(diào)制 載波信號和調(diào)制信號不保持同步關(guān)系的調(diào)制方式稱為異步方式。固定不變，因而載波比 N 是變化的。當(dāng)調(diào)制信號頻率較低時，載波比 N較大，半周期內(nèi)的脈沖數(shù)較多，正負半周期脈沖不對稱和半周期內(nèi)前后 1/4 周期脈沖不對稱的影響都較小，輸出波形接近正弦波。因此，在采用異步調(diào)制方式時，希望盡量提高載波頻率，以使在調(diào)制信號頻率較高時仍能保持較大的載波比，改善輸出特性。在基本同步調(diào)制方式中，調(diào)制信號頻率變化時載波比 N 不變。 4 電源逆變裝置的主電路的設(shè)計 主電路的組成 該電源逆變裝置的主電路主要包括： SPWM 波的產(chǎn)生、驅(qū)動電路、 DC/DC 電路、逆變電路、整流濾波電路等。 方案的選擇：經(jīng)比較，驅(qū)動電路的設(shè)計應(yīng)選擇方案二 。選用 DC/DC 及芯片 78L05，通過此使其輸出不同電壓。 逆變電路 方案一： a） 概述：半橋式。 方案二： a） 概述：全橋式。 優(yōu)點 ： 采用此方案可以使電路結(jié)構(gòu)清晰，輸出有效值增加（為 半橋式的 2倍）， 輸出電流較大，且電路的功耗較小。采用 RC 濾波電路，可以簡化電路結(jié)構(gòu)，能夠濾掉絕大部分無關(guān)的雜波，得到比較準確的輸出電壓波形，然而由于電容的加入，增加了系統(tǒng)的無功功率，電阻還會消耗一部分功率，且輸出電壓的相位有一定的偏移，這使得相位難于控制，故不采用此方案。采用 LC 濾波電路，一方 面可以大大簡化電路結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)濾波功能；另一方面，通過電感 L和電容 C 適當(dāng)匹配，可以使得輸出電壓相位和輸入電壓相位一致，方便電壓相位的控制；此外 LC 的合理搭配還可以降低無功功率，抑制電壓和電流的脈動，故采用此方案。 SPWM 波的產(chǎn)生設(shè)計 EG8010 的簡單介紹 對于該 SPWM 波產(chǎn)生單元電路，采用芯片 42所示： 14 圖 41 EG8010芯片管腳圖 引腳 26： VCC 芯片的 +5V 工作電源端 引腳 3,12： GND 芯片的地端 引腳 1： DT1 引腳 2： DT0 DT1,DT0 是設(shè)置 PWM 輸出上、下 MOS 管死區(qū)時間： “ 00”是 300nS 死區(qū)時間； “ 01”是 500nS 死區(qū)時間； “ 10”是 死區(qū)時間； “ 11”是 死區(qū)時間 引腳 4： RXD 串口通訊數(shù)據(jù)接收端 引腳 5： TXD 串口通訊數(shù)據(jù)發(fā)送端 引腳 6： SPWMEN SPWM 輸出使能端，“ 1”是啟動 SPWM 輸出，“ 0”是關(guān)閉 SPWM輸出 引腳 7： FANCTR 外接風(fēng)扇控制，當(dāng) TFB引腳檢 測到溫度高于 45℃時，輸出高電平“ 1”使風(fēng)扇運行，運行后溫度低于 40℃時，輸出低電平“ 0”使風(fēng)扇停止工作 引腳 8： LEDOUT 外接 LED 報警輸出，當(dāng)故障發(fā)生時輸出低電平“ 0”點亮 LED 正常：長亮 過流：閃爍 2 下，滅 2 秒，一直循環(huán) 過壓：閃爍 3 下，滅 2 秒，一直循環(huán) 欠壓：閃爍 4 下，滅 2 秒，一直循環(huán) 過溫：閃爍 5 下，滅 2 秒，一直循環(huán) 引腳 9： PWMTYP PWM 輸出類型選擇 “ 0”是正極性 PWM 類型輸出，應(yīng)用于高電平有效驅(qū)動 IR2110 等驅(qū)動器件，即引腳 SPWMOUT 為高電平打開功率 MOS 管 15 “ 1”是負極性 PWM 類型輸出，應(yīng)用于低電平有效驅(qū)動 TLP250 內(nèi)部二極管陰極等光耦器件，即引腳 SPWMOUT為低電平打開功率 MOS 管 應(yīng)用設(shè)計時可參考典型應(yīng)用電路圖，根據(jù)驅(qū)動器件合理配置該引腳狀態(tài)，否則不一致情況會導(dǎo)致上、下功率 MOS 管同時導(dǎo)通現(xiàn)象 引腳 10： OSC1 12M 晶體振蕩器引腳 1 引腳 11： OSC2 12M 晶體振蕩器引腳 2 引腳 13： VFB 正弦波輸出電壓反饋輸入端 引腳 14： IFB 負載電流反饋輸入端 引腳 15： TFB 溫度反饋輸入端 引腳 16： FRQADJ/ VFB2 功能復(fù)用腳，調(diào)頻模式時（單極性調(diào)制）作為調(diào)頻電壓 05V輸入，雙極性調(diào)制時作為右橋臂輸出電壓反饋輸入端 引腳 17： VREF 芯片內(nèi)部基準電源輸入 引腳 18： FRQSEL0 FRQSEL1（引腳 19） ， FRQSEL0（引腳 18）是設(shè)置頻率模式， “ 00”是輸出 50Hz 頻率； “ 01”是輸出 60Hz 頻率； “ 10”是輸出頻率范 圍 0100Hz 由 FRQADJ 引腳調(diào)節(jié)； “ 11”是輸出頻率范圍 0400Hz 由 FRQADJ 引腳調(diào)節(jié) 引腳 19： FRQSEL1 引腳 20： MODSEL 單極性、雙極性調(diào)制方式選擇： “ 0”是單極性調(diào)制方式；“ 1”是雙極性調(diào)制方式 引腳 21： SST 軟啟動功能使能輸入端：“ 0”是不支持軟啟動功能；“ 1”是支持軟啟動功能，軟啟動時間為 3S 引腳 22， 23： NC 空腳 引腳 24： LCDCLK 串口 12832 液晶顯示模塊時鐘輸出端 引腳 25： LCDDI 串口 12832 液晶顯示模塊指令、數(shù)據(jù)輸出端 引腳 27： SPWMOUT1 右橋臂上管 SPWM 輸出，單極性調(diào)制時該腳作為右橋臂上管的基波輸出，雙極性調(diào)制時作為 SPWM 調(diào)制輸出 引腳 28： SPWMOUT2 右橋臂下管 SPWM 輸出，單極性調(diào)制時該腳作為右橋臂下管的基波輸出，雙極性調(diào)制時作為 SPWM 調(diào)制輸出 引腳 29： SPWMOUT3 左橋臂上管 SPWM 輸出，單極性和雙極性調(diào)制時該腳都作為左橋臂 SPWM 調(diào)制輸出 引腳 30： SPWMOUT4