SPWM的波形與生成原理精講

SPWM采樣把握理論中有一個重要結(jié)論：沖量相等而外形不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其效果根本一樣。PWM把握技術(shù)就是以該結(jié)論為理論根底，對半導(dǎo)體開關(guān)器轉(zhuǎn)變逆變電路輸出電壓的大小，也可轉(zhuǎn)變輸出頻率。(t)O tOa)

tO6-1

t O td)采樣把握理論根底效果根本一樣；沖量指窄脈沖的面積；效果根本一樣，是指環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形根本一樣；有差異。典型慣性環(huán)節(jié)就是電感負(fù)載。自然采樣法是一種基于面積等效理念的能量轉(zhuǎn)正弦基波與假設(shè)干個等幅的三角載波在時間軸上同相位〔圖2a〕，所得的交點〔p〕表達(dá)為時間位區(qū)間段表示以正弦局部為有效輸出的矩形脈沖群。u uc urO tuu oUo ud ofO t-Ud調(diào)制法得到 PWM 波有兩種方法：單極性和雙極性。兩者區(qū)分在于三角載波的不同。c單極性 PWM 把握方式：c在u

和u的交點時刻把握 IGBT 的通斷ru正r 周 ，Vr

保持通， V

保持?jǐn)?2當(dāng)u12

u

V 通， V

斷， u =U4 當(dāng)ur<uc時使 V4斷， V3通， uo=0 4 r12u負(fù)半周r ，cV 保持?jǐn)啵?V 保持通 or12當(dāng)u

<u

V 通， V

斷，

=-U3 當(dāng)ur>uc時使 V3斷， V4通， uo=0 3 r虛線

u c表示 of

的基波重量 ooSPW波與假設(shè)干個載波進(jìn)展調(diào)制〔載波的數(shù)量與基波之比即為載波比〕，并依次按正弦函數(shù)值定位的有效相位區(qū)間V V1 VD 3 VD1 3U + R LdV2u信號波ur 調(diào)制載波 c 電路

u VVD o 4 VD2 4V和V通斷互補，V-4通斷1補2 3 4u正半周，對應(yīng)于V始終通，始終斷，V和V交1 通斷；2 3 4當(dāng)R,L兩端電壓為上此時電流從進(jìn)行續(xù)流，留意中并沒有流u負(fù)半周，讓V始終通o V一o斷，VV通34似，留意續(xù)流的通道是和。同學(xué)們還需要留意一點，就是當(dāng)u剛剛由正半周進(jìn)入負(fù)半o電流方向和電壓方向相反，此時有一段向電源反向充電的續(xù)流過程。通過進(jìn)展續(xù)流。PWM 把握技術(shù)用于逆變電路PWM把握技術(shù)在逆變電路中的應(yīng)用最具代表性正是由于在逆變電路中廣泛而成功的應(yīng)用，才奠定了 PWM把握技術(shù)在電力電子技術(shù)中的突出地位除功率很大的逆變裝置外，不用 PWM把握的逆變電路已格外少見第5章因尚未涉及到 PWM把握技術(shù)，因此對逆變電路的介紹是不完整的。學(xué)完本章才能對逆變電路有較完整的生疏PWM把握技術(shù)的地位PWM把握技術(shù)是在電力電子領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，并對電力電子技術(shù)產(chǎn)生了格外深遠(yuǎn)影響的一項技術(shù)器件與 PWM技術(shù)的關(guān)系IGBT、電力 MOSFET 等為代表的全控型器件的不斷完善給 PWM把握技術(shù)供給了強(qiáng)大的物質(zhì)根底PWM把握技術(shù)用于直流斬波電路直流斬波電路實際上就是直流 PWM電路，是 PWM把握技術(shù)應(yīng)用較早也成熟較早的一類電路，應(yīng)用于直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)就構(gòu)成廣泛應(yīng)用的 直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)PWM〔Pulse Width Modulation 〕把握——脈沖寬度調(diào)制技術(shù)，通過對一系列脈沖的寬度進(jìn)展調(diào)制，來 等效地獲得所需要波形〔含外形和幅值〕第3章：直流斬波電路承受本章主要內(nèi)容PWM把握技術(shù)在逆變電路中應(yīng)用最廣，應(yīng)用的逆變電路絕大局部是PWM型，PWM把握技術(shù)正是有賴于在逆變電路中的應(yīng)用，才確定了它在電力電子技術(shù)中的重要地位；本章主要以逆變電路為把握對象來介紹 PWM把握技術(shù)。PWM把握技術(shù)用于溝通 —溝通變流電路斬控式溝通調(diào)壓電路和矩陣式變頻電路是 PWM 把握技術(shù)在這類電路中應(yīng)用的代表目前其應(yīng)用都還不多但矩陣式變頻電路因其簡潔實現(xiàn)集成化，可望有良好的進(jìn)展前景梯形波為調(diào)制信號的PWM把握答：要求如下：供給適宜的正反向基流以保證GTR牢靠導(dǎo)通與關(guān)斷，實現(xiàn)主電路與把握電路隔離，自動保護(hù)功能，以便在故障發(fā)生時快速自動切除驅(qū)動信號避開損壞GTR。電路盡可能簡潔，工作穩(wěn)定牢靠，抗干擾力氣強(qiáng)。在大功率GTR組成的開關(guān)電路中為什么要加緩沖電路?答：緩沖電路可以使GTR在開通中的集電極電流緩升，關(guān)斷中的集電極電壓緩升，避開了GTR同時承du diGTR的集電極電壓變化率dt和集電極電流變化率dt得到有效值抑制，減小開關(guān)損耗和防止高壓擊穿和硅片局部過熱熔通而損壞GTR。GTRMOS管有何優(yōu)缺點?答：GTR是電流型器件，功率MOS是電壓型器件，與GTR相比，功率MOS管的工作速度快，開關(guān)頻率高，驅(qū)動功率小且驅(qū)動電路簡潔，無二次擊穿問題，安全工作區(qū)寬，并且輸入阻抗可達(dá)幾十兆歐。但功率MOS的缺點有：電流容量低，承受反向電壓小。從構(gòu)造上講，功率MOS管與VDMOS管有何區(qū)分?答：功率MOS承受水平構(gòu)造，器件的源極S，柵極G和漏極D均被置于硅片的一側(cè)，通態(tài)電阻大，性能差，硅片利用率低。VDMOS承受二次集中形式的P形區(qū)的N可準(zhǔn)確把握的溝道長度〔1~3m、制成垂直導(dǎo)電構(gòu)造可以直接裝漏極、電流容量大、集成度高。試說明VDMOS的安全工作區(qū)。答：VDMOS〔1〕正向偏置安全工作區(qū)，由漏電源通態(tài)電阻限制線，最大漏極電流限制線，最大功耗限制線，最大漏源電壓限制線構(gòu)成〔2〕開關(guān)安全工作區(qū)：由最大峰值漏極電流I，最CMdi大漏源擊穿電壓BUDS最高結(jié)溫IJM〔3〕換向安全工作區(qū)：換向速度

確定時，由漏極正向電壓UDS和二極管的正向電流的安全運行極限值IFM

打算。試簡述功率場效應(yīng)管在應(yīng)用中的留意事項?！?〕〔2〕〔3〕〔4〕防靜電。GTR、VDMOS相比，IGBT管有何特點?答：IGBTGTR1/10，IGBTMOS10與VDMOS、GTR相比，IGBT的耐壓可以做得很高，最大允許電壓U

CEM

可達(dá)4500V，IGBT的最高允許結(jié)溫TJM為150℃，而且IGBT的通態(tài)壓降在室溫存最高結(jié)溫之間變化很小，具有良好的溫度特性；通態(tài)壓降