DCDC轉(zhuǎn)換原理PWM占空比調(diào)制概述

1. 概述：

電能轉(zhuǎn)換包括DCDC（斬波） DCAC（逆變） ACDC（整流） ACAC（變頻） 利用PWM調(diào)制實(shí)現(xiàn)這四種基本的電能形態(tài)轉(zhuǎn)換。PWM脈寬調(diào)制技術(shù)：通過(guò)對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來(lái)等效獲得所需要的波形。

2. 面積等效原理：

學(xué)習(xí)介紹DCAC轉(zhuǎn)換原理之前，先介紹下DCDC轉(zhuǎn)換原理PWM占空比調(diào)制。

典型DCDC電路：

輸出電壓由脈沖方波的Duty占空比控制輸出。這就是利用沖量相等，面積相同。作用在慣性環(huán)節(jié)上的效果相同原理。通過(guò)周期性脈沖電壓來(lái)等效穩(wěn)定的直流電壓。

3. 逆變?cè)恚?/strong>

通過(guò)不同的占空比的周期性脈沖電壓，來(lái)等效正弦波就是SPWM（正弦脈寬調(diào)制）調(diào)制的基本思路。保證占空比不等的方波所對(duì)應(yīng)的基波與所需要等效的正弦波的幅值、相位和頻率均相等。

典型DCAC電路圖：

Q1，Q2 開(kāi)關(guān)調(diào)制時(shí)輸出正半周，Q3，Q4 開(kāi)關(guān)調(diào)制時(shí)輸出負(fù)半周。SPWM有計(jì)算法和調(diào)制法本文介紹常用的調(diào)制法。

單極性調(diào)制：

單極性調(diào)制SPWM驅(qū)動(dòng)：

驅(qū)動(dòng)和驅(qū)動(dòng)包絡(luò) 驅(qū)動(dòng)函數(shù)Qdr(t),符號(hào)應(yīng)改為≥

SPWM的驅(qū)動(dòng)，Q2,Q3是高頻驅(qū)動(dòng) HPWM

SPWM的驅(qū)動(dòng)，Q1,Q4是工頻驅(qū)動(dòng)(50/60H) LPWM。一般為了防止橋臂直通，Q1,Q4兩管之間會(huì)加死區(qū)時(shí)間。典型的死區(qū)時(shí)間3us ,3.6us。

Q1,Q2,Q3,Q4驅(qū)動(dòng)函數(shù)

Q1,Q2,Q3,Q4驅(qū)動(dòng)波形

輸出兩個(gè)橋臂中點(diǎn)電壓，橋臂中點(diǎn)電壓平均值，經(jīng)LC濾波的輸出電壓波形函數(shù)和波形。

電感電壓和電容電壓波形：

選擇調(diào)制算法時(shí)，需要重點(diǎn)關(guān)注，直流電壓利用率，開(kāi)關(guān)損耗，諧波等不同應(yīng)用的特殊問(wèn)題。

總結(jié)單相全橋使用SPWM單極性調(diào)制缺點(diǎn)：

1. Q1~Q4會(huì)有區(qū)分高頻和低頻管，損耗和熱量不均。
2. 諧波方面正負(fù)半周對(duì)稱(chēng)，偶次諧波會(huì)被消除。特定次諧波消除要加算法。
3. 直流電壓利用率，單相輸出的相電壓是1/2Vd, 直流利用率為0.5 直流利用率比較低。