PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)是一种常用的技术,特别是在电力电子领域,尤其是逆变电路中。PWM技术通过调整一系列脉冲的宽度,来模拟出所需的波形,无论是形状还是幅值。这一技术的核心在于脉冲的冲量,即脉冲的宽度与面积,对于具有惯性的系统,不同宽度的脉冲在低频段能够产生相似的输出响应。
PWM控制的基本原理基于冲量相等原则,即使得各个脉冲的面积(冲量)保持一致,尽管它们的形状可能不同。例如,一个正弦半波可以通过将它分成多个等幅不等宽的矩形脉冲来等效表示。如果这些矩形脉冲的中点重合并且面积相等,它们在低频段产生的效果与原始正弦波极其接近。在实践中,通过改变脉冲的宽度,可以调整等效输出正弦波的幅值。
PWM技术在电流型逆变电路中尤为常见,控制开关器件的通断,产生PWM电流波。这种波形可以等效为直流波、正弦波或其他非正弦交流波形,其控制方法主要分为计算法和调制法。计算法需要根据正弦波的具体参数(频率、幅值和脉冲数)精确计算每个脉冲的宽度,而调制法则更为灵活,通常使用等腰三角波或锯齿波作为载波,通过与调制信号波的交点来决定开关器件的通断。
在逆变电路中,PWM控制技术的应用非常广泛,无论是电压型还是电流型逆变电路,都可以看到PWM的身影。对于单极性PWM控制方式,如在单相桥逆变电路中,控制IGBT的开关状态,可以根据比较调制信号ur与参考电压uc的大小,来决定输出uo的极性和幅度,从而实现对输出波形的精细控制。
PWM控制技术是一种强大的工具,它在逆变电路设计中扮演着关键角色,能够有效地调节和控制电力系统的输出,同时具备高效、灵活和适应性强的特点。通过深入理解PWM的工作原理和控制策略,工程师们能够在各种电力电子应用中实现更精准、更节能的系统设计。