图文结合 单边SPWM的控制方法分析

SPWM比传统的PWM更为成熟，能为开发者反映出更加真实的电力使用情况，目前单级性SPWM的控制方法主要分为两种，一种是单边SPWM控制，另一种是双边SPWM控制。本文将为大家介绍其中的单片SPWM控制，进行细致的讲解。

单边SPWM控制

单边SPWM的控制电路如图1所示。图1中的Sg3及Sg4分别对应高频臂上下管的驱动信号；Sg1及Sg2分别对应低频臂上下管的驱动信号。由于低频臂的切换作用，高频臂PWM输出性质随之改变。例如，原来过零时Sg1的窄脉冲对应输出低电压，低频臂切换后突然成为高电压。因此，PWM有一突变过程。

图1 单边SPWM控制电路

图2所示的是单边SPWM控制方法在过零点时的示意图。图2中E1为理论上跟基准（电压波形）同相位的误差信号，由于在电压环和电流环两个环节中存在积分环节，根据负载的性质和轻重，实际的输出误差信号E2与基准信号有一个相位差。图中SPWM1是理论上的高频臂上管的驱动信号，SPWM2则是实际的高频臂上管的驱动信号。

图2 单边SPWM控制在过零点附近的SPWM示意图

1）t0～t1时刻由图2可以看到，在t0～t1时刻，由于给定的低频臂信号是1，对应图1可以知道主电路低频臂下管导通，图2中SPWM对应的是高频臂上管的驱动信号，上管的SPWM驱动信号逐渐变小。

2）t1时刻在t1时刻，低频臂信号由1变为0，所以，低频臂由下管导通变为上管导通，由图1可以分析出，在低频臂切换的同时，产生SPWM的比较器也进行了切换，所以，由E1误差信号产生的SPWM（高频臂上管）在t1时刻马上变为接近100%的SPWM，然后逐渐变小。高频臂下管的驱动互补于高频臂上管的驱动，所以高频臂下管的驱动由0逐渐变大。

3）t1～t2时刻实际的输出误差信号E2会与E1相差一个相位，所以，产生的SPWM2与SPWM1是不同的。由图2可以看出：t1时刻以后，SPWM2马上就为0，由于高频臂下管信号互补于SPWM2，对应于主电路，在t1时刻高频臂下管马上以一个比较大的占空比导通，然后占空比慢慢变小（图中SPWM2逐渐变大），高频臂下管信号并不是由0逐渐变大，SPWM的突变必然会引起输出正弦波信号在过零点的振荡。可供选择的解决方案如下：

（1）在低频臂切换的同时，把输出误差信号人为地放电，使其为0，这样就可以减弱在过零点时刻所引起的振荡；

（2）人为地把低频臂信号超前或滞后一定相位，但是，这一方案由于低频臂信号的相位受负载轻重的影响，实际上难以做到准确。

与双极性逆变相比，单极性逆变在功耗和电磁干扰上拥有一定的优势，本文分析了单边SPWM控制在正弦波电压过零点附近的振荡情况。相信大家通过本文的介绍，能够进一步的理解单极性SPWM的工作方式和特点。在之后的文章中，小编将为大家介绍双极性SPWM的特点。