PWM控制方式的调制法

    调制法是指以参考正弦波作为调制信号，以等腰三角波作为载波信号，将正弦波调制三角波来得到相应的PWM控制信号，再控制逆变电路产生与参考正弦波一致的SPWM波供给负载。采用调制法的PWM电路如图3-9所示。

    图3-9    采用调制法的PWM电路

    调制法中的载波频率、fc与信号波频率fr之比称为载波比，记作N=fc/fr。根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况，调制法又可分为异步调制和同步调制。

   (1)异步调制。异步调制是指载波频率和信号波不保持同步的调制方式。在异步调制时，通常保持载波频率fc不变，当信号波频率fr发生变化时，载波比N也会随之变化。

    在信号波频率较低时，载波比N增大，在信号半个周期内形成的PWM脉冲个数很多，载波频率不变，信号频率变低（周期变长），半个周期内形成的SPWM脉冲个数增多，SPWM的效果越接近正弦波，反之，信号波频率较高时形成的SPWM脉冲个数少，如果信号波频率高且出现正、负不对称，那么形成的SPWM波与正弦波偏差较大。

    异步调制适用于信号频率较低、载波频率较高（即载波比N较大）的PWM电路。

   (2)同步调制。同步调制是指载波频率和信号波保持同步的调制方式。在同步调制时，载波频率fc和信号波频率fr会同时发生变化，而载波比N保持不变。由于载波比不变，所以在一个周期内形成的SPWM脉冲的个数是固定的，等效正弦波对称性较好，在三相PWM逆变电路中，通常共用一个三角载波，并且让载波比N固定取3的整数倍，这样会使输出的三相SPWM波严格对称。

    在进行异步调制或同步调制时，要求将信号波和载波进行比较，比较采用的方法主要有自然采样法和规则采样法。自然采样法和规则采样法如图3-10所示。

    图3-10    信号波和载波进行比较方法

   (a)自然采样法；(b)规则采样法

    图3-10 (a)为自然采样法示意图。自然采样法是将载波Uc与信号波Ur进行比较，当Uc>Ur时，调制电路控制逆变电路，使之输出低电平，当Uc<Ur时，调制电路控制逆变电路，使之输出高电平。自然采样法是一种最基本的方法，但使用这种方法要求电路进行复杂的运算，这样会花费较多的时间，实时控制较差，因此在实际中较少采用这种方法。

    图3-10 (b)为规则采样法示意图。规则采样法是以三角载波的两个正峰之间为一个采样周期，以负峰作为采样点对信号波进行采样而得到D点，再过D点作一条水平线和三角载波相交于A、B两点，在A、B点的tA～tB期间，调制电路会控制逆变电路，使之输出高电平。规则采样法的效果与自然采样法接近，但计算量很少，在实际中这种方法采用较广泛。

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