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律变化的正弦脉宽调制波,即SPWM调制波。
脉宽调制指的是通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要的波形含形状和幅值。在进行脉宽调制时,使脉冲系列的占空比按照正弦规律变化。当正弦值为最大值时,脉冲的宽度也最大,而脉冲间的间隔最小;当正弦值较小时,脉冲的宽度也小,而脉冲间的间隔则较大,那么这样的电压脉冲系列就可以使负载电流中的高次谐波成分大为减小,这种调制方式称为
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f正弦波脉宽调制。产生SPWM信号的方法是用一组等腰三角波称为载波与一
个正弦波称为调制波进行比较,如图41所示,两波形的交点作为逆变开关管的开通与关断时间。当调制波的幅值大于载波的幅值时,开关器件导通,当调制波的幅值小于载波的幅值时,开关器件关断。
虽然正弦脉宽调制波与等脉宽PWM信号相比,谐波成份大大减小,但它毕竟不是正弦波。提高载波三角波的频率,是减小SPWM调制波中谐波分量的有效方法。而载波频率的提高,受到逆变开关管最高工作频率的限制。第三代绝缘栅双极型晶体管IGBT的工作频率可达30KHz,用IGBT作为逆变开关管,载波频率可以大幅度提高,从而使正弦脉宽调制波更接近正弦波。可由模拟电路分别产生等腰三角波与正弦波,并送入电压比较器,输出即为SPWM调制波。图31为SPWM波生成方法:
u
载波
调制波
0
t
u
开的时刻
关的时刻
0
t
图31SPWM波生成方法
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f采用模拟电路的优点是完成三角波与正弦波的比较并确定输出脉冲宽度的时间很短,几乎瞬间完成。缺点是电路所用硬件较多,改变参数和调试比较困难。若用单片机直接产生SPWM信号,由于需要通过计算确定正弦脉宽调制波的宽度,使SPWM信号的频率及系统的动态响应都较慢。对于调速精度、调速方式要求较高的交流异步电动机,可以采用各项性能指标都非常完善,但价格也比较昂贵的通用变频器;对一般交流电动机的变频调速,可以直接采用三相SPWM调制信号专用芯片构成调速系统。在本设计中选用SA868。
312SPWM波生成芯片特点和引脚功能
1SA868的特点
无需微处理器:通过10位ADC模拟输入:外接EEPROM编程:大
批量的应用可工程掩膜;三种波形选择;线性和风扇规律的VF特
性;外接RC实现平滑加速、减速;恒频调压工作方式适用于静止
逆变器;内置大电流输出驱动器;载波频率达24kHz静音工作;工
作频率位04kHz;最小脉宽和死区脉宽可调;双缘调制;串接接
口;自举驱动器预充电,SA868引脚说明如表所示。
表31SA868引脚说明
引脚
意义
说明
72,3
RESETRPHTRPHB
内部计数器复位端A相高、r
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