正弦脈沖寬度調(diào)制SPWM的實現(xiàn)有多種方法。SPWM控制方法從采用模擬電路到全數(shù)字化方案，完成優(yōu)化的實時在線的SPWM信號輸出，對于不同的波形，其調(diào)制處理芯片的算法、頻率輸出范圍、波形產(chǎn)生機理等方面有很大的不同。本文首先介紹了SPWM原理，其次闡述了spwm控制的基本原理，最后詳細的介紹了spwm控制方法，具體的跟隨小編一起來了解一下。

SPWM原理

正弦PWM的信號波為正弦波，就是正弦波等效成一系列等幅不等寬的矩形脈沖波形，其脈沖寬度是由正弦波和三角波自然相交生成的。正弦波波形產(chǎn)生的方法有很多種，但較典型的主要有：對稱規(guī)則采樣法、不對稱規(guī)則采樣法和平均對稱規(guī)則采樣法三種。第一種方法由于生成的PWM脈寬偏小，所以變頻器的輸出電壓達不到直流側(cè)電壓的倍;第二種方法在一個載波周期里要采樣兩次正弦波，顯然輸出電壓高于前者，但對于微處理器來說，增加了數(shù)據(jù)處理量當載波頻率較高時，對微機的要求較高;第三種方法應用最為廣泛的，它兼顧了前兩種方法的優(yōu)點。SPWM雖然可以得到三相正弦電壓，但直流側(cè)的電壓利用率較低，最大是直流側(cè)電壓的倍，這是此方法的最大的缺點。

SPWM法是一種比較成熟的、目前使用較廣泛的PWM法。SPWM就是以采樣控制理論中的沖量等效原理為理論依據(jù)的(沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其效果基本相同)。用脈沖寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆變電路中開關(guān)器件的通斷，使其輸出的脈沖電壓的面積與所希望輸出的正弦波在相應區(qū)間內(nèi)的面積相等，通過改變調(diào)制波的頻率和幅值則可調(diào)節(jié)逆變電路輸出電壓的頻率和幅值。

在采樣控制理論中有一個重要的結(jié)論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上，其效果基本相同。沖量指窄脈沖的面積。效果基本相同指環(huán)節(jié)的輸出響應波形基本相同。如把各輸出波形用傅氏變換分析，則其低頻特性非常接近，僅在高頻段略有差異。這一結(jié)論是PWM控制的重要理論基礎(chǔ)。將正弦半波看成由N個彼此相聯(lián)的脈沖組成的波形。這些脈沖寬度相等，但幅度不等，且脈沖的頂部為曲線，各脈沖的幅值按正弦規(guī)律變化。如果將上述脈沖序列用同樣數(shù)量的等幅不等寬的矩形脈沖序列代替，使矩形脈沖的中點和相應正弦波部分的中點重合，且使矩形脈沖和相應的正弦波部分面積相等。像這種脈沖寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的波形即為SPWM波形。

軟件控制法是由微型計算機來實現(xiàn)SPWM控制的方法，是目前經(jīng)常采用的一種方法。根據(jù)其軟件化方法的不同，有如下幾種

1、表格法(又稱ROM法)：

這種方法是預先將SPWM波的數(shù)據(jù)計算出來并存入ROM中，然后根據(jù)調(diào)頻指令再將這些數(shù)據(jù)順序取出，由輸出口輸出來控制逆變器的開關(guān)動作。表格法的缺點是占用大量的內(nèi)存，且無實時處理功能

2、隨時計算法(又稱RAM法)：

這種方法的特點是在ROM中預先存儲一個單位基準正弦波，運行時，根據(jù)指令值的要求，按不同載波比和調(diào)幅比的要求，計算出一個周期的開關(guān)模式和開關(guān)模式保持的時間值，寫入RAM1中。一旦計算結(jié)束，就把RAM1的數(shù)據(jù)輸出。在RAMl的數(shù)據(jù)輸出期間，如

指令值發(fā)生了新的變化，則開始重新計算，但將計算結(jié)果寫入RAM2中。寫入RAM2的操作一旦結(jié)束，就轉(zhuǎn)為將RAM2的數(shù)據(jù)輸出。再有新的指令值時，則將計算結(jié)果寫入RAM1中。如此輪流地使用兩個RAM。這種方法雖然不必使用大量的ROM，但也沒有實時處理功能，動態(tài)響應時間較慢。

3、實時計算法：

實時計算要有數(shù)學模型。建立數(shù)學模型的方法有許多種，如等效面積法、自然采樣法和規(guī)則采樣法。而規(guī)則采樣法中又有對稱規(guī)則采樣法與不對稱規(guī)則采樣法。

(1)等效面積法：

其生成原理就是按面積相等的原則構(gòu)成與正弦波等效的一系列等幅不等寬的矩形脈沖波形。根據(jù)已知數(shù)據(jù)和正弦數(shù)值可以依次算出每個脈沖的寬度。這是實時控制中最簡單的算法。

SPWM的基本原理是通過比較一個參考正弦波信號和一個三角波信號的相位，調(diào)節(jié)輸出脈沖的寬度和頻率，控制電壓的大小和形狀。具體來說，SPWM的實現(xiàn)過程如下：

生成參考正弦波信號，它通常是由一個振蕩器產(chǎn)生的，頻率和幅值可以根據(jù)需要調(diào)節(jié);

生成三角波信號，其頻率通常要比參考正弦波信號高，并且振幅為一定值;

將參考正弦波信號與三角波信號進行比較，得到一個比較結(jié)果;

根據(jù)比較結(jié)果調(diào)節(jié)輸出脈沖的寬度和頻率，使其接近參考正弦波信號，從而控制輸出電壓的大小和形狀。

SPWM控制的優(yōu)點是輸出電壓質(zhì)量高、諧波小、效率高，適用于需要高精度控制的場合。常見的應用包括交流電機控制、逆變器控制、電力變換器、UPS、電力電子電源等領(lǐng)域。

雙極性spwm工作原理

雙極性SPWM是一種常用的SPWM控制方式，其工作原理是在SPWM的基礎(chǔ)上增加一個負半周期的正弦波信號，從而實現(xiàn)正負極性的控制。在雙極性SPWM控制下，輸出電壓可以在正半周和負半周分別進行控制，從而提高了電機控制的精度和靈活性。

雙極性SPWM控制的基本原理與普通SPWM控制相似，其主要過程包括：

產(chǎn)生參考正弦波信號和三角波信號;

通過比較參考正弦波信號和三角波信號，產(chǎn)生PWM信號;

根據(jù)PWM信號調(diào)節(jié)輸出電壓。

不同之處在于，雙極性SPWM控制中，正半周和負半周的PWM信號是分開生成的。具體過程如下：

產(chǎn)生參考正弦波信號和三角波信號;

將參考正弦波信號分別與正三角波和負三角波進行比較，分別得到正半周和負半周的PWM信號;

根據(jù)PWM信號調(diào)節(jié)輸出電壓。

在雙極性SPWM控制中，正半周和負半周的PWM信號可以分別調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)更精準的電機控制。雙極性SPWM控制常用于交流電機控制、逆變器控制、UPS等領(lǐng)域。

spwm和pwm區(qū)別

SPWM和PWM都是常用的脈寬調(diào)制技術(shù)，其基本原理是通過控制輸出信號的脈沖寬度和頻率來實現(xiàn)對電壓和電流的調(diào)節(jié)。它們的區(qū)別主要在于：

調(diào)制信號的形式不同：SPWM的調(diào)制信號是正弦波，而PWM的調(diào)制信號通常是方波或鋸齒波;

輸出波形的質(zhì)量不同：由于SPWM的調(diào)制信號是正弦波，因此輸出波形的質(zhì)量更高，諧波更少，適用于高精度控制的場合;而PWM的調(diào)制信號是方波或鋸齒波，輸出波形的質(zhì)量較差，諧波較多，但是控制簡單、成本低、效率高;

應用場合不同：由于SPWM適用于高精度控制的場合，常用于交流電機控制、逆變器控制、電力變換器、UPS等領(lǐng)域;而PWM則廣泛應用于調(diào)光、電源開關(guān)控制、直流電機控制等領(lǐng)域。

總之，SPWM和PWM都是常用的脈寬調(diào)制技術(shù)，根據(jù)不同的應用需求選擇不同的調(diào)制方式，以實現(xiàn)更好的控制效果。