PWM為脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulation)的簡稱。由于PWM逆變器的交流側(cè)只能輸出不同的電平而非連續(xù)的正弦波，因此需要采用PWM調(diào)制技術(shù)產(chǎn)生幅值相同、寬度不等的脈沖對逆變器進(jìn)行控制，使得逆變器輸出電壓等效為正弦波。PWM調(diào)制具體可以分為幾種方法，本文主要對幾種PWM調(diào)制方法進(jìn)行對比分析。

PWM調(diào)制的基本原理

SPWM

SPWM是最常規(guī)的正弦PWM調(diào)制算法，這種調(diào)制方法通過將正弦的調(diào)制波（參考波）與三角的載波波形進(jìn)行比較，生成脈沖波形用于器件的開關(guān)指令。載波（即三角波）的頻率即決定了器件的開關(guān)頻率。定義調(diào)制比為調(diào)制波的基波幅值與載波的幅值之比，在SPWM調(diào)制中，若想要輸出的電壓波形不發(fā)生畸變，調(diào)制比的最大值為 1。

SPWM的基本原理

SPWM（三次諧波注入）

SPWM是最常規(guī)的正弦PWM調(diào)制算法，這種調(diào)制方法通過將正弦的調(diào)制波（參考波）與三角的載波波形進(jìn)行比較，生成脈沖波形用于器件的開關(guān)指令。載波（即三角波）的頻率即決定了器件的開關(guān)頻率。定義調(diào)制比為調(diào)制波的基波幅值與載波的幅值之比，在SPWM調(diào)制中，若想要輸出的電壓波形不發(fā)生畸變，調(diào)制比的最大值為 1。

三次諧波注入的調(diào)制波示意圖

SVPWM

SVPWM是由PWM逆變器的六個(gè)開關(guān)器件組成的特定開關(guān)模式產(chǎn)生的脈寬調(diào)制波，能夠使輸出電流波形盡可能接近理想的正弦波形。這種方法采用空間電壓矢量將三相的正弦波形轉(zhuǎn)化為一個(gè)二維，勻速旋轉(zhuǎn)的空間矢量，矢量在不同的扇區(qū)內(nèi)產(chǎn)生不同的開關(guān)狀態(tài)組合，并通過矢量合成的原理分配每一個(gè)開關(guān)動作的時(shí)間占比。

SVPWM與SPWM的出發(fā)點(diǎn)是不同的，但是本質(zhì)上SVPWM是在SPWM的相調(diào)制波中加入了零序分量后進(jìn)行規(guī)則采樣得到的結(jié)果。相比與SPWM，此調(diào)制方法的調(diào)制比最大值也為1.15，且每次開關(guān)只涉及一個(gè)器件，開關(guān)損耗小。

空間電壓矢量表示方法

SVPWM等效調(diào)制波示意圖

DPWM

DPWM是基于SVPWM的一種不連續(xù)脈寬調(diào)制算法，相比于基礎(chǔ)的SVPWM，每個(gè)相位的輸出會一個(gè)周期的特定的時(shí)間段內(nèi)被箝位到正或負(fù)直流電位。這種方法相較于SVPWM的開關(guān)損耗更小，但諧波更大。

一種DPWM方法的等效調(diào)制波（DPWMMAX）

總的來說，不同調(diào)制方法主要影響了逆變器輸出的最大交流電壓（即調(diào)制比）、諧波特性以及器件開關(guān)頻率。在對功率器件進(jìn)行損耗計(jì)算等分析時(shí)，要考慮調(diào)制方法對功率器件開關(guān)特性的影響。