二、正弦波脉宽调制
(sPwM
)
1
．
sPwM
的概念
工程实际中应用最多的是正弦
PwM
法
(
简称
sPwM)
，
它是在每半
个周期内输出若干个宽窄不同的矩形脉冲波，
每一矩形波的面积近似对应正弦波各相应每一
等份的正弦波形下的面积可用一个与该面积相等的矩形来代替，
于是正弦波形所包围的面积
可用这
N
个等幅
(Vd)
不等宽的矩形脉冲面积之和来等效。各矩形脉冲的宽度自可由理论计
算得出，
但在实际应用中常由正弦调制波和三角形载波相比较的方式来确定脉宽：
因为等腰
三角形波的宽度自上向下是线性变化的，
所以当它与某一光滑曲线相交时，
可得到一组幅值
不变而宽。
度正比于该曲线函数值的矩形脉冲。
若使脉冲宽度与正弦函数值成比例，
则也可
生成
sPwM
波形。在工程应用中感兴趣的是基波，假定矩形脉冲的幅值
Vd
恒定，半周期内
的脉冲数
N
也不变，通过理论分析可知，其基波的幅值
V1m
脉宽
δi
有线性关系
在进
行脉宽调制时，
使脉冲系列的占空比按正弦规律来安排。
当正弦值为最大值时，
脉冲的宽度
也最大，而脉冲间的间隔则最小。反之，当正弦值较小时，脉冲的宽度也小，而脉冲间的间
隔则较大，
如图
53
所示；
这样的电压脉冲系列可以使负载电流中的高次谐波成分大为减小，
称为正弦波脉宽调制。
sPwM
方式的控制方法可分为多种。从实现的途径可分为硬件电路
与软件编程两种类型；
而从工作原理上则可按调制脉冲的极性关系和控制波与载波间的频率
关系来分类。按调制脉冲极性关系可分为单极性
sPwM
和双极性
sPwM
两种。
3
．双极性
sPwM
法
双极性控制则是指在输出波形的半周期内，逆变器同一桥臂
中的两只元件均处于开关状态，
但它们之间的关系是互补的，
即通断状态彼此是相反交替的。
这样输出波形在任何半周期内都会出现正、负极性电压交替的情况，故称之为双极性控制。
与单极性控制方式相比，
载波和控制波都变成了有正、
负半周的交流方式，
其输出矩形波也
是任意半周中均出现正负交替的情况
4
．
sPwM
生成方法
正弦脉宽调制波
(sPwM)
的生成方法可分为硬件电路与软件编程
两种方式。
按照前面讲述的
PWM
逆变电路的基本原理和控制方法，可以用模拟电路
构成三角波载波和正弦调制波发生电路，
用比较器来确定它们的交点，
在交点时刻对功率开
关器件的通断进行控制，就可以生成
SPWM
波形。但这种模拟电路结构复杂，难以实现精
确的控制。微机控制技术的发展使得用软件生成的
SPWM
波形变得比较容易，因此，目前
SPWM
波形的生成和控制多用微机来实现。本节主要介绍用软件生成
SPWM
波形的几种基
本算法。
