摘要：研讨了PWM操控技能在单相桥式逆变电路中的运用，首要具体地论述了PWM操控技能的基本原理，简要地介绍了单相桥式逆变电路的作业原理，然后将PWM操控技能运用到单相桥式逆变电路中，最终经过仿真成果验证了理论剖析的正确性。
1 导言
在电力电子技能发展史上，逆变电路占有非常重要的一环，而PWM操控技能在逆变电路又处于中心位置，如何将PWM操控技能运用到逆变电路傍边是摆在广阔科技作业者面前一大难题。针对这个问题，本文首要论述了PWM操控技能的基本原理，然后具体地研讨了单极性SPWM和双极性SPWM完成办法，最终将PWM操控技能和单相桥式逆变电路结合起来剖析并运用，并经过仿真试验验证了PWM操控技能在逆变电路的成功运用。
2 PWM操控技能的基本原理及完成办法
2.1 PWM操控技能的基本原理介绍
依据信号与体系常识可知，冲量相同而形状不一样的窄脉冲加在惯性环节上时，其输出效果相同。如图1(a)、(b)和(c)所示的三个波形别离为矩形波脉冲、三角波形脉冲以及正弦波形脉冲，明显它们的形状彻底不同，可是面积彻底相同，假如把它们别离加在具有同一个惯性的环节上时，其输出效果彻底相同。
(a)矩形波脉冲 (b)三角波脉冲 (c)正弦半波脉冲
别离将如图1所示(a)、(b)和(c)所示波形施加在同一个一阶惯性环节上，其电路图和输出电流i(t)输出别离如图2(a)和(b)所示。从2(b) 可以看出，在i(t)的上升段，i(t)的形状也略微有点不同，但其下降段则彻底相同。值得阐明的是脉冲越窄，各i(t)输出波形的差异可以忽略不计。这种原理被称为面积等效原理，它是完成PWM操控技能的理论根底。
假如用一系列等幅不等宽的脉冲来替代一个正弦半波，也便是说把正弦半波分红N等份，然后被把它当作N个首尾相连的脉冲序列，而这些被平分的波形宽度彻底持平，但幅值却不持平。然后用矩形脉冲替代这些被平分的N份波形，矩形脉冲相同被要求起伏持平，而宽度不相同，可是要确保它们的中点彻底重合，面积与N份波形相同，这样就可以得到脉冲序列，如图3所示。依据上述剖析，PWM波形和正弦半波是等效的。
2.2 单极性和双极性SPWM的完成
将输出波形作调制信号，进行调制可以得到想要的PWM波;一般都选用等腰三角波作为载波，原因在于其任一点水平宽度和高度成线性关系，并且左右对称。此外，与任一陡峭改动的调制信号波相交，在交点操控器材通断，就得宽度正比于信号波幅值的脉冲，契合PWM的要求。当调制信号波为正弦波时，得到的便是SPWM波。假如在正弦调制波的半个周期内，三角载波只在正或负的一种极性范围内改动，所得到的SPWM波也只处于一个极性的范围内，叫做单极性操控办法，如图4所示。
与单极性PWM操控办法相对应的是双极性操控办法，如图5所示，选用双极性办法时，在Ur的半个周期内，三角波载波不再是单极性的，而是有正有负，所得的 PWM波也是有正有负。在Ur的一个周期内，输出的PWM波只要±Ud两种电平，而不像单极性操控时还有零电平，双极性SPWM操控办法仍然在调制信号和载波信号的交点时间操控各开关器材的通断。
3 PWM操控技能在逆变电路中的运用
3.1 单相桥式逆变电路中的作业原理介绍
图6为选用全控器材IGBT作为开关的单相桥式逆变电路，设负载为阻理性负载。现在本文结合图4的所示单极性SPWM操控电路对器作业原理进行论述。图6所示的电路VT1和VT2互补导通，相同VT3和VT4也互补导通。Uo在正半周作业时，VT1注册，VT2关断，VT3和VT4替换通断，由所以电理性负载，电流比电压滞后，所以在电压Uo正半周，电流有一段为正，一段为负，而负载电流为正区间。当VT1和VT4都导通时，Uo等于 Ud，VT4关断时，负载电流经过VT1和UD3续流，Uo=0，负载电流为负区间，io为负，实际上从VD1和VD4流过，此刻负载两头电压仍有 Uo=Ud，VT4断，VT3通后，io从VT4和VD1续流，Uo=0，Uo总可得到Ud和零两种电平。同理可剖析Uo在负半周时，让VT2坚持导通，VT1坚持关断，VT3和VT4替换通断 Uo可得到-Ud和零两种电平。
3.2 PWM操控技能在逆变电路中的运用
操控VT3和T4通断的办法既可以用图4单极性SPWM操控办法，也可以用图6所示的双极式操控办法。比方调制信号Ur为正弦波，载波 Uc在Ur的正半周为正极性的三角波，在Ur的负半周为负极性的三角波。在Ur和Uc的交点时间操控IGBT的通断，Ur正半周，VT1坚持通，VT2坚持断，当Ur>Uc时使VT4通，VT2断，Uo=Ud，当UrUc时使VT3断，VT4 通，Uo=0，虚线Uof表明Uo的基波重量。完成VT3和VT4通断的差异仅仅在于加在其栅极的驱动电平不同罢了，一个为单极性，别的一个为双极性。
4 仿真验证
为了验证PWM操控技能在单相桥式逆变电路中的运用正确性，本文给出了其仿真成果如图7和图8所示，其间图7为单极性SPWM操控桥式逆变电路的仿真波形，图7中上面波形为负载两头输出电压仿真波形，下面波形为负载输出电流仿真波形，跟图4理论剖析彻底一致。图8为双极性SPWM操控桥式逆变电路的仿真波形，图8中上面波形为负载两头输出电压仿真波形，下面波形为负载输出电流仿真波形，跟图5理论剖析彻底一致，仿真成果验证了理论剖析的正确性。
5 定论
经过以上剖析，将PWM操控技能与逆变电路结合起来运用，不只可以逆变电路作业安稳牢靠，更重要的是很简单改动PWM的占空比，然后完成逆变电路输出电压有效值的改动，为逆变电路在各个职业的运用奠定了根底。
