正弦脉宽调制（SPWM）技术的探讨

李英俊 何文静 李郝亮 郑昱

【摘 要】随着我国工业化进程和电子技术的飞速发展，变频调速系统逐步涉及到人们生活的方方面面。实现变频调速的关键是产生实时可控的电源频率输出，也就是变频电源。由于正弦脉宽调制（SPWM）的脉冲宽度占空比随时间呈正弦规律变化、所以输出波形经处理后可近似成正弦波输出。通过实时控制输出正弦波的频率就可以达到变频的目的。本文首先介绍了正弦脉宽调制（SPWM）的产生原理、调制方式、限制条件以及系统实现方法，最后对其调制方式和系统实现方法进行比较并得出了结论。

【关键词】正弦脉宽调制；逆变电源；开关器件

中图分类号： TM464 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）16-0239-004

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.16.111

【Abstract】With the rapid development of China's industrialization and electronic technology，variable frequency speed regulation system is gradually involved in all aspects of people's lives.The key to realize variable frequency regulation is to produce real-time controllable power supply frequency output，that is，frequency conversion power supply.Because the duty cycle of SPWM varies sinusoidal with time，the output waveform can be approximated to sinusoidal wave after the processing.The purpose of frequency conversion can be achieved by controlling the frequency of sinusoidal wave in real time.In this paper，the principle of SPWM，modulation method，restriction condition and system realization method are introduced at first.Finally，the modulation mode and system realization method are compared and a conclusion is drawn.

【Key words】Sinusoidal wave pulse width modulation；Frequency；Frequency conversion power supply；Switch device

0 引言

脈冲宽度调制（PWM）是指通过微处理器（MCU）的数字信号输出来控制模拟电路以达到预期效果的调制方式。现已普遍应用于各大领域，并成为电力电子技术应用最为广泛的控制方式之一。正弦脉冲宽度调制（SPWM），就是在PWM的基础上使脉冲宽度占空比在时间域上依照正弦函数取值，输出信号经滤波处理呈正弦波的一种改进方式。正弦脉冲宽度调制（SPWM）与脉冲宽度调制（PWM）和空间电压矢量脉冲宽度调制（SVPWM）相比技术理论更为成熟，在实现其调制方式简单的前提下，性能更为优越。本文以正弦脉冲宽度调制（SPWM）为探讨对象，对其产生原理、调制方式、限制条件以及系统实现方法进行探讨，以便在不同的领域有相应的选择。

1 SPWM简介

SPWM是指在调制期间，变频电源的输出幅度相等并且序列脉冲占空比根据正弦函数规律变化的一种调制方法。……