电源小讲堂 调制度如何影响SPWM输出电压

很多设计者对于PWM较为熟悉，但对于SPWM却并不了解。这就导致了在与SPWM有关的理论问题上会出现很多错误，比如SPWM对于输出电压与调制度的关系就是很多人并不明确的一个知识点。本文将针对此问题进行一定程度的探讨，大家快随小编来一起看一看吧。

在DC/AC逆变电路中，输出电压与输入电压存在一定的线性关系。当输入电压变化时，输出电压随之相应改变。为了使输出电压保持稳定，一般要采集电压输出量进行反馈闭环控制。但是由于逆变电源开关频率较高，且电路存在电感、电容等延时元件，使得反馈电压的变化滞后于输入电压的变化，系统的反应与调节比较迟缓，容易造成较大的瞬态偏离。如果能在输出电压变化之前，利用输入电压的变化对电路的控制信号进行调节，即在采用电压反馈技术的基础上辅以电压前馈技术则能较好地解决这个问题。这种电压-电压复合控制，可以实现动态响应快、调节迅速、输出电压波动小的目的。

正弦波逆变电源被广泛的应用于电力、邮电、通信、航天等各个领域，而且随着微电脑技术的不断发展和普及，正弦波逆变电源的应用越来越广。为了满足用户对电能质量的要求，逆变电源在直流输入电压波动的情况下应保持输出电压恒定。传统的电压单环控制一般存在输出电压波动大、动态响应慢等缺点，很难实现精确控制。在逆变电路中为了克服以上不足，采用电压前馈控制技术来解决此问题。

图1

图2

在单向的逆变电路当中，逆变电路的结构以及其中各个管子的触发脉冲，以及逆变出来的电压波形就如图1所示。你可以看到，输出电压Uo为一系列等高不等宽的矩形波，正向幅值为Ud，负向幅值为-Ud，那么与这一系列矩形波等效的量就是其中的红色的虚线正弦波。

此外，最终输出的电压就是幅值为正负Ud的一系列等高不等宽的矩形波。那么输入与输出电压的具体关系式如图2所示。

所谓基波电压就是将一系列矩形波进行傅里叶分解以后，频率为50Hz的正弦波的电压。因为傅里叶分解以后会将这个一系列矩形波分解为频率为50Hz，以及更高频率的正弦电压。当然50Hz的正弦波的电压占的比重是最多的，其余频率的量都很少。

本文针对SPWM输出电压与调制度的关系进行了介绍，对于理论与图形的分析，帮助大家进一步理解SPWM当中包含的一些概念。通过以上内容的介绍，希望大家能够对这种并不常见的概念进行充分的理解。要知道电源知识的学习包含多个方面，因此绝不能漏掉任何一个方面。