广东工业大学：《电力电子技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）第6章 PWM控制技术

6.PUm的基本愿理 6.2P叫m递变电路及其控制方法 63PUm跟踪终制技术 6.4PUm整流电路承其控制方法 章小结 Power electronics 公2

1 第6章 PWM控制技术 6.1 PWM的基本原理 6.2 PWM逆变电路及其控制方法 6.3 PWM跟踪控制技术 6.4 PWM整流电路及其控制方法 本章小结

笔3章中四m制术 PWM控制 对脉冲的宽度进行调制的技术 通过对一糸列脉冲的宽度进行调制,来等 效的获得所需要的波形(含形状和幅值 直流斩波电路 斩控式交旒调压电路 矩阵式变频电路 Power electronics 公2

2 第6章 PWM控制技术 PWM控制 对脉冲的宽度进行调制的技术 通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等 效的获得所需要的波形（含形状和幅值） 直流斩波电路 斩控式交流调压电路 矩阵式变频电路

①P四m控制的害原程 采样控制理论中一个重要结论 冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节 上时,其效果基本相同 冲量 窄脉冲的面积 效果基本相同—环节的输出响应波形基本相同 ◆如果把各输出波形用傅里叶变换分析,则其低频 段非常接近,仅在高频段略有差异 Power electronics 一公

3 6.1 PWM控制的基本原理 采样控制理论中一个重要结论 冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节 上时，其效果基本相同 冲量 窄脉冲的面积 效果基本相同 环节的输出响应波形基本相同 u如果把各输出波形用傅里叶变换分析，则其低频 段非常接近，仅在高频段略有差异

f∫() f() ●图a为方波窄脉冲、图 b为三角波窄脉冲、图C 为正孩芊波窄脉冲,它 们的面积都等于1,当 们分别加在具有惯性的 f()4 f(D)4 同一环节上射,其输出 6(t) 响应基本相同 ●当窄脉冲变为图6-1d的 O 单位冲击函数δ(t)时 d) 环节的响应即为该环节 的脉冲过渡函数 图6-1形状不同而冲量相同的各种窄脉冲 Power electronics 公2

4 l 图a为方波窄脉冲、图 b为三角波窄脉冲、图c 为正弦半波窄脉冲，它 们的面积都等于1，当它 们分别加在具有惯性的 同一环节上时，其输出 响应基本相同 l当窄脉冲变为图6-1d的 单位冲击函数δ（t）时， 环节的响应即为该环节 的脉冲过渡函数 f (t) d (t) O t a) b) c) d) O t f (t) O t f (t) O t f (t) 图6-1 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲

◆期蝈冲述悉憋 嚀呦也凋砌愒飽路的 噩缚紲后,脉 a) 秒祗频段的將照情抛南 述,同仅椒尊频饕衾厕孔呼完 ◆裤瞇原脚为超窄等得, 匙腔蝴怵的重要理论 基础 图6-2冲量相同的各种窄脉冲的响应波形 Power electronics 公2 5

5 i (t) u (t) i(t) t 0 a) b) 图6-2 冲量相同的各种窄脉冲的响应波形 u u(t)为电压窄脉冲，为电 路的输入，电流i(t)为电路的 输出， i(t)的上升阶段，脉冲 形状不同， i(t)得形状也略有 不同，但其下降段则几乎完 全相同，脉冲越窄，各i(t)波 形的差异也越小 u如周期性地施加上述脉冲， 则响应i(t)也是周期性的 u 用傅里叶级数分解后，各 i(t)在低频段的特性将非常接 近，仅在高频段有所不同 u 上述原理为面积等效原理， 是PWM控制技术的重要理论 基础

◇将櫥歇到獨蜘瘀歉厘的 彘蝇霜篷高原緙涛鎰鰲φ 波形这些币需和的正 冲 孩波部分的中点重谷,且使矩 U 形氽冲耜糈篾盖孩設辞娑面 稙正摻翹砷匙冲序列 0t即PWM波形 图6-3用PWM波代替正弦半波 Power electronics 公2

6 O u ωt > u将图6-3a的正弦波分成N个 比此相连的脉冲序列所组成的 波形，这些脉冲宽度相等，为 π/N，但幅值不等，各脉冲 幅值按正弦规律变化 O u ωt > a O u ωt > b 图6-3 用PWM波代替正弦半波 u如将脉冲序列用相同数量的 等幅不等宽的矩形脉冲代替， 使矩形脉冲的重点和相应的正 弦波部分的中点重合，且使矩 形脉冲和相应的正弦波部分面 积相等，得图6-3b脉冲序列， 即PWM波形

SPWM波形 脉冲的宽度按正孩规律变化而 和正孩波等数的PWM波形 等幅PWM(直流电源产生) SPWM波形 不等幅PWM(交流电源产生) 直流斩波电路得到的PWM波是等效直流波形, SPwM波得到的是等效正孩波 Power electronics 公2

7 脉冲的宽度按正弦规律变化而 和正弦波等效的PWM波形 SPWM波形 SPWM波形 等幅PWM（直流电源产生） 不等幅PWM（交流电源产生） 直流斩波电路得到的PWM波是等效直流波形， SPWM波得到的是等效正弦波

6.PUm的基本愿理 6.2P叫m递变电路及其控制方法 63PUm跟踪终制技术 6.4PUm整流电路承其控制方法 章小结 Power electronics 公2

8 第6章 PWM控制技术 6.1 PWM的基本原理 6.2 PWM逆变电路及其控制方法 6.3 PWM跟踪控制技术 6.4 PWM整流电路及其控制方法 本章小结

四m迎感电岛寒制送 6.2L让算法和调治法 6.2.2异步调制和回步调制 6.23视则采样法 6.2.4PUm变电路的谐滴分征 6.25提高直流电压剩用姿和减少开关次数 6.2.6PUm逆变电路多重化 Power electronics 公2 9

9 6.2 PWM逆变电路及其控制方法 6.2.1 计算法和调治法 6.2.2 异步调制和同步调制 6.2.3 规则采样法 6.2.4 PWM逆变电路的谐波分析 6.2.5 提高直流电压利用率和减少开关次数 6.2.6 PWM逆变电路多重化

o法和调制法 计算法 根据正孩波频率、幅值和半周期脉 冲数,准确计算PWM波各脉冲宽度 和间隔,据此控制逆变电路开关器 件的通断,就可得到所需PWM波形 调制法 把希望输岀的波形作为调制信号,把接受调制的信号 作为载波,通过信号波得调制得到所期望的PWM波形 Power electronics 公2 10

10 6.2.1 计算法和调制法 计算法 根据正弦波频率、幅值和半周期脉 冲数，准确计算PWM波各脉冲宽度 和间隔，据此控制逆变电路开关器 件的通断，就可得到所需PWM波形 调制法 把希望输出的波形作为调制信号，把接受调制的信号 作为载波，通过信号波得调制得到所期望的PWM波形