什么是三角波载波 spwm原理中三角波载波有何作用

SPWM 资料PWM 的全称是Pulse Width Modulation （脉冲宽度调制），它是通过改变输出方波的占空比来改变等效的输出电压。

广泛地用于电动机调速和阀门控制，比如我们现在的电动车电机调速就是使用这种方式。

所谓SPWM ，就是在PWM 的基础上改变了调制脉冲方式，脉冲宽度时间占空比按正弦规率排列，这样输出波形经过适当的滤波可以做到正弦波输出。

它广泛地用于直流交流逆变器等，比如高级一些的UPS 就是一个例子。

三相SPWM 是使用SPWM 模拟市电的三相输出，在变频器领域被广泛的采用。

该方法的实现有以下几种方案。

1.1 等面积法该方案实际上就是SPWM 法原理的直接阐释，用同样数量的等幅而不等宽的矩形脉冲序列代替正弦波，然后计算各脉冲的宽度和间隔，并把这些数据存于微机中,通过查表的方式生成PWM 信号控制开关器件的通断,以达到预期的目的.由于此方法是以SPWM 控制的基本原理为出发点,可以准确地计算出各开关器件的通断时刻,其所得的的波形很接近正弦波,但其存在计算繁琐,数据占用内存大,不能实时控制的缺点.1.2 硬件调制法硬件调制法是为解决等面积法计算繁琐的缺点而提出的,其原理就是把所希望的波形作为调制信号,把接受调制的信号作为载波，通过对载波的调制得到所期望的PWM 波形。

通常采用等腰三角波作为载波，当调制信号波为正弦波时，所得到的就是SPWM 波形。

其实方法简单，可以用模拟电路构成三角波载波和正弦调制波发生电路，用比较器来确定它们的交点，在交点时刻对开关器件的通断进行控制，就可以生成SPWM 波。

但是，这种模拟电路结构复杂，难以实现精确的控制。

1.3 软件生成法由于微机技术的发展使得用软件生成SPWM 波形变得比较容易，因此，软件生成法也就应运而生。

软件生成法其实就是用软件来实现调制的方法，其有两种基本算法：即自然采样法和规则采样法.1.3.1 自然采样法[2]以正弦波为调制波,等腰三角波为载波进行比较,在两个波形的自然交点时刻控制开关器件的通断,这就是自然采样法.其优点是所得SPWM 波形最接近正弦波,但由于三角波与正弦波交点有任意性，脉冲中心在一个周期内不等距，从而脉宽表达式是一个超越方程，计算繁琐，难以实时控制。

三角波调制
三角波调制是一种在通信系统中使用的调制技术。

它利用三角波信号来调制载波信号，通过改变三角波的频率、幅度或相位来传输信息。

此技术可以实现低成本、高效率的通信，且在噪声环境下有较好的抗干扰能力。

三角波调制的主要应用包括数字通信、模拟电视、音频广播以及无线电通信等领域。

在数字通信中，三角波调制可以实现高速数据传输，且对于数据压缩和加密具有一定的优势；在模拟电视中，三角波调制可以提高图像清晰度和色彩还原度；在音频广播中，三角波调制可以增强声音的效果和清晰度；在无线电通信中，三角波调制可以提高数据传输的可靠性和抗干扰能力。

总之，三角波调制是一种重要的通信技术，它可以满足不同领域的通信需求，并为人类的通信生活带来了许多便利。

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SPWMSPWM(Sinusoidal PWM)法是一种比较成熟的,目前使用较广泛的PWM法.前面提到的采样控制理论中的一个重要结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同.SPWM法就是以该结论为理论基础,用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆变电路中开关器件的通断,使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等,通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值.定义我们先说说什么叫PWMPWM的全称是Pulse Width Modulation（脉冲宽度调制），它是通过改变输出方波的占空比来改变等效的输出电压。

广泛地用于电动机调速和阀门控制，比如我们现在的电动车电机调速就是使用这种方式。

所谓SPWM，就是在PWM的基础上改变了调制脉冲方式，脉冲宽度时间占空比按正弦规率排列，这样输出波形经过适当的滤波可以做到正弦波输出。

它广泛地用于直流交流逆变器等，比如高级一些的UPS就是一个例子。

三相SPWM是使用SPWM模拟市电的三相输出，在变频器领域被广泛的采用。

该方法的实现有以下几种方案。

1.3.1等面积法该方案实际上就是SPWM法原理的直接阐释，用同样数量的等幅而不等宽的矩形脉冲序列代替正弦波，然后计算各脉冲的宽度和间隔，并把这些数据存于微机中,通过查表的方式生成PWM信号控制开关器件的通断,以达到预期的目的.由于此方法是以SPWM控制的基本原理为出发点,可以准确地计算出各开关器件的通断时刻,其所得的的波形很接近正弦波,但其存在计算繁琐,数据占用内存大,不能实时控制的缺点.1.3.2硬件调制法硬件调制法是为解决等面积法计算繁琐的缺点而提出的,其原理就是把所希望的波形作为调制信号,把接受调制的信号作为载波，通过对载波的调制得到所期望的PWM波形。

通常采用等腰三角波作为载波，当调制信号波为正弦波时，所得到的就是SPWM波形。

SＰWＭ原理
SPWＭ用输出的正弦信号作为调制波，用高频三角波作为载波，控制逆变器的一个桥臂的上、下两个开关管导通与关断。

如果在半个正弦周期内, 只有上( 下) 桥臂的开关管反复通断，下（上) 桥臂开关管动作, 则称为单极式SPWM.如果在整个周期内, 上、下桥臂的开关管交替导通与关断，即上通下断和上断下通的状态反复切换，则称为双极式SPWM。

下图给出了双极式ＳＰWM的原理示意图。

当载波与调制波相交时, 由该交点确定逆变器一个桥臂开关器件的开关动作时刻及开关通断状态，获得一系列宽度不等的正负矩形脉冲电压波形。

该脉冲序列的特点是等幅不等宽, 其宽度按正弦规律变化;在正弦波半个周期内, 正负脉冲的面积总和与正弦波的面积相等。

SＰWＭ调制的理论基础是面积等效原则, 图中横轴代表时间, 因此ＳPWM 的理论依据实际是时间平均等效原理．当脉冲数足够多时, 可以认为逆变器输出电压的基波幅值和调制波幅值是相等的，即SPWM逆变器输出的脉冲波的基波幅值就是调制时要求的等效正弦波。

ＳPＷM产生原理图。

SPWM与SVPWM之比较首先，先分别了解SPWM和SVPWM的原理SPWM原理：正弦PWM的信号波为正弦波,就是正弦波等效成一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形,其脉冲宽度是由正弦波和三角波自然相交生成的.正弦波波形产生的方法有很多种,但较典型的主要有:对称规则采样法、不对称规则采样法和平均对称规则采样法三种.第一种方法由于生成的PWM脉宽偏小,所以变频器的输出电压达不到直流侧电压的倍;第二种方法在一个载波周期里要采样两次正弦波,显然输出电压高于前者,但对于微处理器来说,增加了数据处理量当载波频率较高时,对微机的要求较高;第三种方法应用最为广泛的,它兼顾了前两种方法的优点. SPWM虽然可以得到三相正弦电压,但直流侧的电压利用率较低, 最大是直流侧电压的倍,这是此方法的最大的缺点.SVPWM原理：电压空间矢量PWM(SVPWM)的出发点与SPWM不同,SPWM调制是从三相交流电源出发,其着眼点是如何生成一个可以调压调频的三相对称正弦电源.而SVPWM是将逆变器和电动机看成一个整体,用八个基本电压矢量合成期望的电压矢量,建立逆变器功率器件的开关状态,并依据电机磁链和电压的关系,从而实现对电动机恒磁通变压变频调速.若忽略定子电阻压降,当定子绕组施加理想的正弦电压时,由于电压空间矢量为等幅的旋转矢量,故气隙磁通以恒定的角速度旋转,轨迹为圆形. SVPWM比SPWM的电压利用率高15%,这是两者最大的区别,但两者并不是孤立的调制方式,典型的SVPWM是一种在SPWM的相调制波中加入了零序分量后进行规则采样得到的结果,因此SVPWM有对应SPWM的形式.反之,一些性能优越的SPWM方式也可以找到对应的SVPWM算法,所以两者在谐波的大致方向上是一致的,只不过SPWM易于硬件电路实现,而SVPWM更适合于数字化控制系统.接下来对SPWM和SVPWM进行具体的对比。

按照波形面积相等的原则，每一个矩形波的面积与相应位置的正弦波面积相等，因而这个序列的矩形波与期望的正弦波等效。

spwm原理
SPWM（Sinusoidal Pulse Width Modulation）是一种调制技术，用于将直流电压转换成交流电压。

它通过改变一个周期内脉冲的宽度，以在不同的时间点上施加不同的电压，并最终形成一个近似正弦波的输出。

SPWM的原理是通过将一个完整的周期分成很多短时间段，
并在每个时间段内施加一定的电压。

这些时间段可以被视为不同的采样点，通过改变每个时间段内脉冲的宽度来改变电压的幅值。

为了生成一个近似正弦波形的输出，这些脉冲的宽度需要按照正弦函数的规律变化。

SPWM的关键在于如何确定每个时间段内脉冲的宽度。

一种
常见的方法是使用三角波载波信号和参考信号进行比较，以得到需要施加的电压值。

三角波载波信号的频率通常比参考信号的频率高，因此每个周期内会产生多个脉冲。

通过比较三角波载波信号与参考信号的大小，确定脉冲的宽度。

如果参考信号的幅值大于三角波的幅值，则脉冲宽度增加，反之则减小。

通过不断调整每个时间段内脉冲的宽度，就可以在输出端生成一个接近正弦波形的电压信号。

这种调制技术被广泛应用于交流电压变换、电机控制等领域，能够提供高效、稳定的电压输出。

总结一下，SPWM利用调整脉冲的宽度来改变电压幅值，通
过比较三角波载波信号和参考信号来确定脉冲宽度的变化，从
而生成一个近似正弦波形的输出电压。

这种调制技术在电压变换和电机控制等领域有着广泛的应用。

PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调值方式。

PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脉冲幅度调制) 缩写，是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式SPWM，就是在PWM的基础上改变了调制脉冲方式，脉冲宽度时间占空比按正弦规率排列，这样输出波形经过适当的滤波可以做到正弦波输出。

它广泛的用于支流交流逆变器等，比如高级一些的UPS就是一个例子。

三相SPWM是使用SPWM模拟市电的三相输出，在变频器领域被广泛的采用。

SPWM原理，正弦PWM的信号波为正弦波，就是正弦波等效成一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形，其脉冲宽度是由正弦波和三角波自然相交生成的。

正弦波波形产生的方法有很多种，但较典型的主要有:对称规则采样法、不对称规则采样法和平均对称规则采样法三种。

第一种方法由于生成的PWM脉宽偏小，所以变频器的输出电压达不到直流侧电压的倍;第二种方法在一个载波周期里要采样两次正弦波，显然输出电压高于前者，但对于微处理器来说，增加了数据处理量当载波频率较高时，对微机的要求较高;第三种方法应用最为广泛的，它兼顾了前两种方法的优点。

SPWM虽然可以得到三相正弦电压，但直流侧的电压利用率较低，最大是直流侧电压的倍，这是此方法的最大的缺点。

SVPWM是Space Vector Pulse Width Modul的意思，翻译成空间矢量脉宽调制，它是一种PWM技术的调制方法，他的思想是通过pwm调制形成的pwm波在接入电机三相定子绕组中时，使电机的定子产生圆形旋转磁场，从而带动电机旋转，这里的空间矢量指的是三相定子电压的合成矢量（具体了解你可以看看交流传动方面的书我这里就不解释了），SVPWM 说白了是一种逆变方法是正弦脉宽调制（SPWM)的一个特例，而矢量控制是电动机调速的一种控制方法，他的目的是把三相异步电动机的转速和转矩控制分开使控制更精确，形成类似于直流电动机的数学模型，从而达到直流电动机的控制性能，矢量控制最终算出来的就是三相定子电压的数值，你根据这个数值再运用SVPWM就可以驱动电机达到你的控制要求了。

三角波工作原理
三角波是一种特殊的波形信号，其工作原理可以通过以下步骤解释：
1. 三角波发生器（也称为扫频发生器）通常由一个可变频率的电路（如电压控制震荡器）和一个积分电路组成。

2. 可变频率电路通过改变输入信号的频率来控制三角波信号的频率。

3. 积分电路接收可变频率电路的输入信号，并将其积分成一个三角形状的波形。

4. 积分电路中的电压将在时间上线性地增加，直到达到一个峰值，然后在达到峰值后开始线性地减少，形成一个完整的三角波形。

5. 通过不断改变可变频率电路的输入信号，可以实现三角波信号的频率和幅度的控制。

总结起来，三角波发生器的工作原理是通过一个可变频率电路和一个积分电路，将可变频率的输入信号积分成一个线性增长和减少的三角波形信号。

spwm原理
脉宽调制（SPWM）是一种用于控制交流电源输出的方法。

其原理是通过调整脉冲宽度来控制电源输出的平均值。

脉宽调制通常被用于变频器、电机控制和逆变器等应用中。

脉宽调制的原理是将一个固定频率的正弦波信号与一个可调节脉冲宽度的方波信号进行比较。

比较的结果可以用来调整输出的脉冲宽度，从而实现对电源输出电压或电流的控制。

在SPWM中，首先需要确定一个基准正弦波信号，其频率通
常与所需要的输出电源频率相同。

然后，通过一个比较器来将基准正弦波信号与方波信号进行比较。

比较器的输出结果可以用来控制开关电路的开关状态。

当基准正弦波信号的幅值大于方波信号的幅值时，开关电路闭合；当基准正弦波信号的幅值小于方波信号的幅值时，开关电路断开。

通过调整方波信号的脉冲宽度和占空比，可以控制开关电路开关的时间比例。

因此，通过调整方波信号的脉冲宽度，就可以实现对输出电压或电流的控制。

脉宽调制技术具有高效、精确和可靠的特点。

它可以通过调整脉冲宽度来实现对输出功率的精确控制，从而充分利用电源的能量。

此外，脉宽调制技术还可以有效减小电源的谐波失真，提高电源的功率因数，以及降低电源的噪声和干扰。

总之，脉宽调制技术是一种有效的电源控制方法，通过调整脉冲宽度来实现对输出电压或电流的精确控制。

它在各种应用中
都有广泛的应用，为电力系统的稳定运行和节能减排提供了重要的支持。

第22期2022年11月无线互联科技Wireless Internet TechnologyNo.22November,2022作者简介:朱学森(1997 ),男,河北沧州人,硕士研究生;研究方向:嵌入式系统应用,FPAG 应用技术㊂SPWM 技术中频逆变电源的载波研究与测试朱学森,胡㊀辉,黄㊀浩,牛建辉(北华航天工业学院,河北㊀廊坊㊀065000)摘㊀要:为了保证跑合监测系统能稳定工作,高性能的陀螺电源是不可或缺的供电设备㊂文章基于SPWM 技术设计的中频逆变电源输出的正弦波,比以往的方波电源对马达的损伤更小,更安全可靠㊂正弦脉冲调制SPWM 是一种用于逆变电源的开关管控制信号,文章在做中频逆变电源过程中,在测量电源输出性能时,测得结果发现载波频率过高,当输出电流调大时,同一套LC 滤波电路会产生输出波形形变的情况,并且峰值电压会下降㊂对此,提出了一些疑问,做了相应的猜想,并对猜想的准确性与理论性进行了实验㊂关键词:正弦脉宽调制SPWM ;MOS 管逆变电路;载波频率;LC 滤波电路0㊀引言㊀㊀正弦脉宽调制是在PWM 的基础上改变调制脉冲的方式,脉冲宽度时间占空比按正弦波规率排列,经过驱动隔离电路,在给信号提高驱动能力的基础上又隔离了输出与控制电路,有效保证了控制电路的安全性,再经过开关管的全桥逆变电路输出具有带载能力的PWM 脉冲信号,这样输出的波形经过合适的滤波电路就可以得到有带载能力的正弦波[1-2]㊂SPWM 波形的生成采用异步双极性调制,载波选用三角波信号,载波频率100kHz,输出正弦500Hz,输出电流0~2A,输出电压30V,此时载波比N =200㊂1㊀三相电源系统的设计结构㊀㊀三相正弦电源由DC 电源模块㊁逆变MOS 管电路㊁STM32核心控制㊁信号隔离驱动电路㊁LC 滤波电路等组成[1],整体系统结构如图1所示㊂图1㊀三相正弦系统㊀㊀用STM32高级定时器TIM1产生正弦脉冲调制信号(SPWM),经光耦隔离驱动电路提高SPWM 波的驱动能力,6路SPWM 信号发送给6个MOS 管,通过MOS 管的开关作用将直流电转换成交流电㊂开关管选用IRFS3607,最大输出电流80A,耐压75V㊂滤波电路铁氧体磁环电感1mH,磁环初始导磁率为90,CBB 电容3.3uF,理论截止频率2.77kHz㊂2㊀软件程序设计㊀㊀笔者采用STM32F407做主控制器,此处主要介绍SPWM 调制波形的生成方法㊂使用STM32的高级定时器TIM1做3路互补输出PWM,计数方式采用中心对齐方式,开启中断;在程序中断回调函数中,做正弦波数据与三角波的调制比较值的更改,即改变每个输出脉冲波形的占空比按正弦波变化的规律变化㊂载波频率即PWM 输出频率㊂调制方法选用异步单极性调制,保持载波频率不变,改变调制波频率,实际在单片机程序中体现为改变载波比N 的值㊂载波比N 值不能太小,因为载波比N 值决定了一个调制周期内脉冲的个数,如果N 值小,那么脉冲数就小,输出SPWM 波形的脉冲不对称性就会增大[3-4]㊂3㊀输出测试系统㊀㊀波形检测采用TELEDYNE 公司的HDO9000四通道示波器,功率输出采用横河电机WT333数字功率㊂WT333数字功率计基本精度为读数的0.1%,可测量三相电源相电压㊁线电压㊁线电流㊁谐波失真率THD 等㊂直流供电源采用汉晟HSPY -120-93直流电源,输出电压电流可调㊂负载采用0~100Ω可变电阻器,并采用星形连接㊂本系统借助WT333测量输出电压电流变化,并记录谐波失真率THD值㊁示波器观测波形输出㊁当前频率值与任意两相的相位差㊂100kHz载波下的数据如表1所示,可以观察到示波器在电流1.4A时的波形变化㊂表1㊀100kHz载波电压电流数据三相频率/Hz线电压UV/V线电压UW/V电流THD/%U500.5513.0022.25512mA V500.5812.9722.47513mA W503.6313.0022.36511mA 0.762U500.5612.2820.79 1.427AV500.3412.1420.74 1.338A 1.35 W500.0311.9520.34 1.427A㊀㊀由表1可以看到,当电流变大时,输出波形出现明显变化,输出电压降低,输出波形纹波变大,谐波失真率THD变大㊂基于此现象,笔者提出以下问题:是什么影响输出波形的失真与输出电压的降低?猜测一:LC滤波器截止频率太低,影响了滤波性能,笔者尝试进行如下实验测试㊂将电感参数换为耐流值5A,1mH,电容换为1uF,此时,将理论截止频率5.03kHz再次做通电测试㊂载波100kHz改善后的电压电流如表2所示㊂表2㊀100kHz改善滤波后的电压电流三相频率/Hz线电压UV/V线电压UW/V电流THD/%U500.5512.7021.99498mA V500.5812.7122.17513mA W503.6312.7821.95504mA 0.507U500.5611.9820.39 1.473AV500.3411.9820.38 1.460A 1.16 W500.0311.8120.04 1.456A㊀㊀由实验结果可知,波形失真有一定改善,但是在压降电流增大时压降更明显,且输出纹波变大㊂这说明截止频率设高之后滤波不完全㊂猜测二:载波频率太大,当电流增大时带给开关管器件的负担变大,导致开关管器件不能正常工作㊂实验人员需要测量输出电流为200mA时的滤波前波形和输出电流为1.4A时的滤波前波形㊂输出电流为1.4A时的滤波前波形如图2所示,MOS管输出波形无明显失真,输出载波频率在MOS管开关频率范围内㊂猜测三:载波频率太大,当电流增大时,电感的磁通量不足,使得电感L上的分压变大,导致滤波效果不好㊂实验人员将载波调小到21kHz,并观察LC滤波后的输出波形,主要观察输出电流为1.4A时的载波波形㊂21kHz载波输出时的电压㊁电流数据如表3所示㊂A时的滤波前波形表3㊀21kHz 载波输出电压电流三相频率/Hz 线电压UV /V线电压UW /V电流THD /%U 500.5513.7623.55513mA V 500.5813.7223.70518mA W 503.6313.6423.66518mA0.392U 500.5613.1222.44 1.473AV500.3413.0422.23 1.350A 0.967W500.0312.7921.781.456A㊀㊀输出载波为21kHz,输出电流为1.4A 时的输出波形如图3所示,滤波波形得到明显优化,但是输出波形平滑度不够,还有一些毛刺㊂从图2㊁图3可以看到,在开关管开关时,会对另一个MOS 管进行干扰毛刺,当电流增大时毛刺增大,这时需要在开关管DS 极之间加入RCD 吸收电路㊂并且,从上述实验中能得到电感L 的磁通量不足的问题[5]㊂图3㊀输出载波为21kHz ,输出电流为1.4A时的滤波后波形㊀㊀下面进行Simlink 仿真分析,重新计算电感,电容值㊂截止角频率w =1LC ,截止频率有f =12πLC,一般取f s 的110为截止频率,所以截止频率为2kHz,滤波电路电容不能过大,否则无功功率会增加,电容电流取输出电流的15,i O =3A,i C =0.6A㊂由C =iC 2πf O U O =3.3uF 可得滤波电感Lʈ2mH [6-8]㊂仿真参数建议设置截止频率1.959kHz ,载波20kHz,输入直流40.8V,滤波电感内阻50mΩ,将输出电流有效值调到1.4A 进行仿真分析㊂搭建的开环三相逆变输出如图4所示㊂图4㊀三相开环逆变仿真㊀㊀在Slimlink 中进行LC 滤波输出波形,获得的FFT 分析结果如图5所示㊂重新选取LC 滤波参数之后,得到的THD 值为0.56%㊂4㊀测试结果讨论㊀㊀载波频率不能直接影响输出电流能力,而是载波频率过高会使开关管负担变大㊂当载波频率过高,没有负载电流时,开关管输出压力小,能正常工作;当负载电流增大时,开关的尖峰脉冲也会增大,会缩短开关管的使用寿命,同时电感上的分压和相移也会增大,影响输出波形,并且当电流增大时,开关管相互间的影响毛刺也会变大,这些毛刺会影响输出的波形,甚至损坏开关管,缩短其使用寿命㊂所以,测试人员需要加入图5㊀SimlinkFFT仿真RCD吸收电路改善这种情况[9]㊂此外,在测试波形问题时,当把载波频率调小,保持调制波频率不变时,输出的三相正弦波形的相位差会改变,不再是标准的120ʎ㊂通过查阅资料与多次反复调整载波频率得出结论:载波频率增大时,通过LC 感性负载的相移影响会减小㊂在测试过程中,载波频率继续减小,输出波形不会持续优化,当载波比N小于30时,输出波形会出现波纹,毛刺也会变多㊂5㊀结语㊀㊀载波频率高可以使输出波形在LC滤波之后的相移影响变小,同时载波频率的值受到电感磁通量的限制,高载波频率需要大磁通量线圈支持,这样滤波器的体积就会变得很大,不符合逆变电源轻量化趋势㊂笔者在系统调试时发现,只要输出电流增大,输出滤波后的正弦电压必然会发生一定程度的下降,即电感的阻抗损耗㊂针对这样的情况,后续使用时,技术人员可以加入闭环反馈系统,保证输出的稳定性㊂[参考文献][1]王杰.中频输出的三相四线制逆变器研究[D].北京:北京交通大学,2019.[2]郝志阳,胡辉,李万军,等.陀螺马达三相方波电源技术研究[J].电子测量技术,2020(17):40-44.[3]徐幔雪.三相动压陀螺马达功率测试技术研究[D].廊坊:北华航天工业学院,2019.[4]陈伟元,谷宏强,郭利.基于SA4828的三相交流信号源设计[J].电子测量技术,2010(4):4-6,11.[5]苗德根.LC型逆变器稳定性分析与输出电压质量提高策略的研究[D].重庆:重庆大学,2019.[6]户毅仁.基于虚拟同步机算法的400Hz数字化中频逆变电源设计[D].西安:陕西科技大学,2021.[7]RATH D,KAR S,PATRA A K.Harmonic distortion assessment in the single-phase photovoltaic(pv)system based on SPWM technique [J].Arabian Journal for Science and Engineering,2021(10):9601-9615.[8]李志霞.基于T型三电平的400Hz中频航空地面电源研究[D].郑州:中原工学院,2019.[9]王梓航,李磊,李建明.三相开环Z源逆变器短路故障诊断研究[J].计算技术与自化,2018(2):33-37.(编辑㊀沈强) Carrier wave research and test of intermediate frequency inverter powersupply based on SPWM technologyZhu Xuesen,Hu Hui,Huang Hao,Niu Jianhui(Northern China Institute of Aerospace Engineering,Langfang065000,China)Abstract:In order to ensure the running in monitoring system can work stably,high-performance gyro power supply is an indispensable power supply equipment.The sine wave output from the intermediate frequency inverter based on SPWM technology is less damaging to the motor and more safe and reliable than the square wave power supply in the past.Sinusoidal pulse modulation SPWM is a switch control signal used for inverter power supply.In the process of making intermediate frequency inverter power supply,when measuring the output performance of the power supply,the measured results show that the carrier frequency is too high.When the output current is increased,the same set of LC filter circuit will produce output waveform deformation,and the peak voltage will drop.In this regard,some questions are raised,and the corresponding conjecture is made,and the accuracy and theoretical nature of the conjecture are tested. Key words:sinusoidal pulse width modulation SPWM;MOS transistor inverter circuit;carrier frequency;LC filter circuit。

SPWM与SVPWM的原理、算法以及两者的区别所谓SPWM，就是在PWM的基础上改变了调制脉冲方式，脉冲宽度时间占空比按正弦规律排列，这样输出波形经过适当的滤波可以做到正弦波输出。

它广泛地用于直流交流逆变器等，比如高级一些的UPS就是一个例子。

三相SPWM是使用SPWM模拟市电的三相输出，在变频器领域被广泛的采用。

SPWM（Sinusoidal PWM）法是一种比较成熟的，目前使用较广泛的PWM法。

前面提到的采样控制理论中的一个重要结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。

SPWM法就是以该结论为理论基础，用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆变电路中开关器件的通断，使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等，通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值。

SVPWM的主要思想是以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准，以三相逆变器不同开关模式作适当的切换，从而形成PWM波，以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。

传统的SPWM方法从电源的角度出发，以生成一个可调频调压的正弦波电源，而SVPWM方法将逆变系统和异步电机看作一个整体来考虑，模型比较简单，也便于微处理器的实时控制。

spwm与svpwm的原理SPWM原理正弦PWM的信号波为正弦波，就是正弦波等效成一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形，其脉冲宽度是由正弦波和三角波自然相交生成的。

正弦波波形产生的方法有很多种，但较典型的主要有：对称规则采样法、不对称规则采样法和平均对称规则采样法三种。

第一种方法由于生成的PWM脉宽偏小，所以变频器的输出电压达不到直流侧电压的倍;第二种方法在一个载波周期里要采样两次正弦波，显然输出电压高于前者，但对于微处理器来说，增加了数据处理量当载波频率较高时，对微机的要求较高;第三种方法应用最为广泛的，它兼顾了前两种方法的优点。

简述SPWM的基本原理及应用1. 什么是SPWMSPWM（Sine-wave Pulse Width Modulation），中文名为正弦波脉宽调制，是一种常用的调制技术。

它通过将一个参考信号与一个三角波进行比较，通过改变脉冲宽度来实现输出波形的调制。

SPWM技术广泛用于电力电子领域，特别是在交流调压供电系统中，通过控制晶闸管或IGBT开关管的通断条件，控制输出电压的大小和波形。

SPWM能够产生质量较高的交流电源，被广泛应用于交流电动机驱动、UPS、逆变器等领域。

2. SPWM的基本原理SPWM的基本原理是通过对比参考信号与三角波信号的相位差，确定脉冲宽度的长度，从而控制输出波形的形状。

具体原理如下：•生成参考信号：根据输入的目标频率和幅值，生成一个和所需输出波形一致的正弦信号。

•生成三角波信号：三角波信号是一种连续的、呈线性变化的信号，通常由一个积分单元产生。

该信号用于与参考信号进行比较。

•比较参考信号与三角波信号相位差：参考信号和三角波信号在一个比较器中进行比较，产生一个以三角波信号为基准的脉冲信号。

•控制脉冲宽度：当参考信号的幅值大于三角波信号的幅值时，脉冲宽度较宽；反之，若参考信号幅值小于三角波信号幅值，则脉冲宽度较窄。

•输出波形调制：通过控制脉冲宽度的变化，实现对输出波形的调制。

脉冲宽度的改变导致输出波形的有效值和形状发生变化。

3. SPWM的应用SPWM技术在电力电子领域有着广泛的应用，以下是几个常见的应用场景：3.1 交流电动机驱动SPWM技术可以用于交流电动机驱动系统中，通过控制变频器输出的电压和频率，实现对电动机的速度和转矩的精确控制。

通过调整脉冲宽度和频率，可以使电动机在不同负载条件下运行效果更佳。

3.2 UPS（不间断电源）UPS系统通常使用SPWM技术来实现交流电转直流电并通过逆变器将直流电转换为交流电供应给负载。

SPWM技术可以提供较高的转换效率和高质量的输出电压，保证负载设备的稳定供电。

SPWM什么是SPWMSPWM（Sine wave pulse width modulation）即正弦波脉宽调制，是一种用于产生接近正弦波形的信号的调制技术。

在电力电子和电力调制中，SPWM广泛应用于交流调制、逆变器和变频器等领域。

SPWM技术通过调节脉冲的宽度来控制相位和幅度，从而产生与正弦波形类似的输出波形。

这种调制技术不仅能够提供高质量的输出波形，还具有高效率和较低的谐波失真。

SPWM的原理SPWM通过比较一个参考信号（通常为正弦波形）和一个三角波信号，来控制开关器件的通断。

当参考信号大于三角波信号时，开关器件导通；反之，开关器件关闭。

通过不断改变参考信号的幅值和频率，可以控制输出波形的幅值和频率。

通过改变参考信号和三角波信号之间的相位差，可以控制输出波形的相位。

最终通过这种方法，可以产生接近正弦波的输出信号。

SPWM的优点1.高质量输出波形：SPWM技术可以产生非常接近于正弦波形的输出信号，因此在很多需要高质量输出的应用中非常受欢迎。

2.高效率：相比其他调制技术，SPWM技术的效率较高。

这是因为SPWM技术能够更好地利用开关器件的导通和关断过程，减少功率损耗。

3.低谐波失真：SPWM技术通过调节比较频率和振幅，来有效地控制波形的谐波分量，从而减少谐波失真。

4.灵活性：SPWM技术可以根据需要调整输出波形的频率和相位，以满足不同的应用需求。

SPWM的应用1.逆变器和变频器：SPWM技术广泛应用于逆变器和变频器中，用于将直流电转换为交流电，并改变交流电的频率和相位。

2.交流调制：SPWM技术在交流调制领域中也有重要应用。

通过使用SPWM技术，可以有效地调整交流电的幅值和相位。

3.音频放大器：SPWM技术在音频放大器中被用于产生高质量的音频信号。

4.动力电子设备：SPWM技术还被广泛应用于各种动力电子设备中，如电源调节器、电机驱动器等。

结论SPWM技术作为一种有效的调制技术，具有高质量的输出波形、高效率和低谐波失真的优点。

SPWMSPWM(Sinusoidal PWM)法是一种比较成熟的,目前使用较广泛的PWM法.前面提到的采样控制理论中的一个重要结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同.SPWM法就是以该结论为理论基础,用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆变电路中开关器件的通断,使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等,通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值.定义我们先说说什么叫PWMPWM的全称是Pulse Width Modulation（脉冲宽度调制），它是通过改变输出方波的占空比来改变等效的输出电压。

广泛地用于电动机调速和阀门控制，比如我们现在的电动车电机调速就是使用这种方式。

所谓SPWM，就是在PWM的基础上改变了调制脉冲方式，脉冲宽度时间占空比按正弦规率排列，这样输出波形经过适当的滤波可以做到正弦波输出。

它广泛地用于直流交流逆变器等，比如高级一些的UPS就是一个例子。

三相SPWM是使用SPWM模拟市电的三相输出，在变频器领域被广泛的采用。

该方法的实现有以下几种方案。

1.3.1等面积法该方案实际上就是SPWM法原理的直接阐释，用同样数量的等幅而不等宽的矩形脉冲序列代替正弦波，然后计算各脉冲的宽度和间隔，并把这些数据存于微机中,通过查表的方式生成PWM信号控制开关器件的通断,以达到预期的目的.由于此方法是以SPWM控制的基本原理为出发点,可以准确地计算出各开关器件的通断时刻,其所得的的波形很接近正弦波,但其存在计算繁琐,数据占用内存大,不能实时控制的缺点.1.3.2硬件调制法硬件调制法是为解决等面积法计算繁琐的缺点而提出的,其原理就是把所希望的波形作为调制信号,把接受调制的信号作为载波，通过对载波的调制得到所期望的PWM波形。

通常采用等腰三角波作为载波，当调制信号波为正弦波时，所得到的就是SPWM波形。

三角式脉冲调幅方式概述说明以及概述1. 引言1.1 概述三角式脉冲调幅方式是一种常见的调制方式，可用于无线通信领域中的数字通信系统。

它通过改变脉冲波形的幅度来传输信息。

与传统的调幅方式相比，三角式脉冲调幅具有更高的效率和更低的失真率。

1.2 文章结构本文将从概述、说明和结论三个方面对三角式脉冲调幅方式进行详细阐述。

首先介绍了该调制方式的基本原理以及调制信号与载波信号之间的关系。

接着，解释了该方式在实际应用中扮演的作用和适用范围。

然后分析了调制过程、实现方法以及调幅度与调制指数之间的关系，并探讨了脉冲重复频率对调幅效果的影响。

最后总结了该方式的特点和优势，并提出了未来发展趋势和建议。

1.3 目的本文旨在深入探讨三角式脉冲调幅方式，帮助读者全面了解该技术，并对其在无线通信领域中的应用做出准确评估。

通过本文的阐述，读者将能够更好地理解三角式脉冲调幅方式的工作原理和优势，从而为相关领域的研究和实践提供指导。

2. 三角式脉冲调幅方式概述2.1 三角式脉冲调幅原理三角式脉冲调幅是一种常用的调制方式，它利用可变幅度的三角波信号对原始信息信号进行调制。

其原理基于将原始信息信号与一个固定频率的载波信号相乘，形成一个被离散化的脉冲序列。

这些脉冲序列的幅度取决于原始信息信号的幅度，在时间上紧紧扼住载波频率内嵌入了基带信息。

2.2 调制信号与载波信号的关系在三角式脉冲调幅中，载波信号和原始信息信号起着重要作用。

载波信号通常是一个高频正弦波，而原始信息信号可以是任何需要传输或改变的模拟或数字信号。

通过控制原始信息信号在一个离散时间点产生上短暂存在的矩形窗口，以及窗口开启时所对应齿的振幅大小，我们就可以实现对载波进行幅度调制。

2.3 三角式脉冲调幅的应用领域由于其简单和经济实惠的特点，三角式脉冲调幅方式被广泛应用于通信和调制领域。

在无线通信中，三角式脉冲调幅可以用于单边带（SSB）调制、频率偏移键控（FSK）调制和相位偏移键控（PSK）调制等。

SPWM 资料PWM 的全称是Pulse Width Modulation （脉冲宽度调制），它是通过改变输出方波的占空比来改变等效的输出电压。

广泛地用于电动机调速和阀门控制，比如我们现在的电动车电机调速就是使用这种方式。

所谓SPWM ，就是在PWM 的基础上改变了调制脉冲方式，脉冲宽度时间占空比按正弦规率排列，这样输出波形经过适当的滤波可以做到正弦波输出。

它广泛地用于直流交流逆变器等，比如高级一些的UPS 就是一个例子。

三相SPWM 是使用SPWM 模拟市电的三相输出，在变频器领域被广泛的采用。

该方法的实现有以下几种方案。

1.1 等面积法该方案实际上就是SPWM 法原理的直接阐释，用同样数量的等幅而不等宽的矩形脉冲序列代替正弦波，然后计算各脉冲的宽度和间隔，并把这些数据存于微机中,通过查表的方式生成PWM 信号控制开关器件的通断,以达到预期的目的.由于此方法是以SPWM 控制的基本原理为出发点,可以准确地计算出各开关器件的通断时刻,其所得的的波形很接近正弦波,但其存在计算繁琐,数据占用内存大,不能实时控制的缺点.1.2 硬件调制法硬件调制法是为解决等面积法计算繁琐的缺点而提出的,其原理就是把所希望的波形作为调制信号,把接受调制的信号作为载波，通过对载波的调制得到所期望的PWM 波形。

通常采用等腰三角波作为载波，当调制信号波为正弦波时，所得到的就是SPWM 波形。

其实方法简单，可以用模拟电路构成三角波载波和正弦调制波发生电路，用比较器来确定它们的交点，在交点时刻对开关器件的通断进行控制，就可以生成SPWM 波。

但是，这种模拟电路结构复杂，难以实现精确的控制。

1.3 软件生成法由于微机技术的发展使得用软件生成SPWM 波形变得比较容易，因此，软件生成法也就应运而生。

软件生成法其实就是用软件来实现调制的方法，其有两种基本算法：即自然采样法和规则采样法.1.3.1 自然采样法[2]以正弦波为调制波,等腰三角波为载波进行比较,在两个波形的自然交点时刻控制开关器件的通断,这就是自然采样法.其优点是所得SPWM 波形最接近正弦波,但由于三角波与正弦波交点有任意性，脉冲中心在一个周期内不等距，从而脉宽表达式是一个超越方程，计算繁琐，难以实时控制。

SPWM 波的基本思想产生SPWM 波的基本思想是将正弦波作为调制波，载波为等腰三角形，当正弦波曲线与三角波相交时，在交点处产生脉冲控制信号，这些脉冲信号控制开关管IGBT 的导通或关断，可以得到一系列幅度相等但宽度不等的脉冲信号，脉冲宽度正比于所对应区间正弦调制波曲线函数值。

实现SPWM 的采样方法主要有对称规则采样法、不对称规则采样法和自然采样法三种。

规则采样法相比自然采样其计算量较小，且产生的SPWM 波也比较接近于正弦波，应用较广泛。

在DSP中，三角载波是利用通用定时器来实现的，将DSP 的通用定时器（GP 定时器）设置为连续增减计数的模式，则其产生的三角载波都是从零计数到周期寄存器（T1PR）的值，然后再逐渐递减到零，其中间没有负半波产生，为了编程的简便，可以将三角载波的波谷设置为坐标原点，就可以得到双极性的SPWM 波。

因为三角函数具有对称性的特点，故只需将正弦函数的半个周期值存在DSP中就行了，剩下的半个周期可以通过三角函数转换得到。

在逆变器的控制过程中，通过改变比较器（CMPR1、CMPR2、CMPR3）的值就可以改变开关的通断时间，从而实现对输出电流的控制。

在TMS320LF2812 中，含有事件管理器EV A 和事件管理器EVB，每个事件管理器都有三个比较单元。

以EV A 为例，它的三个比较单元为CMPR1、CMPR2 及CMPR3，其每个比较单元均可以产生两路互补的带死区的PWM 波。

具体实现过程如下：将通用定时器GP 设置为连续增减计数的模式，将周期寄存器T1PR 的值设置为载波的周期T ，当通用定时器从零开始计数，一直增加到周期寄存器T1PR 的值，此时为三角载波的波峰，然后定时器计数从最大值逐渐递减到零，这就是一个载波周期；在计数器递增和递减阶段，有两个比较特殊的点，这两个点就是计数器与比较器（CMPR1、CMPR2 及CMPR3）相交的点，在这两个点产生脉冲信号去控制开关管的通断。

阐述spwm的产生原理SPWM，即正弦脉宽调制技术（Sine Pulse Width Modulation），是一种常见的控制电力电子器件输出电压或电流的方法，它可以使输出信号的形态近似正弦波。

SPWM的产生原理主要涉及三个方面，即比较器、三角波发生器和载波信号发生器。

首先，比较器是SPWM中的关键部件之一。

它通过比较控制信号与三角波信号的大小，产生一系列称为脉冲列的脉冲信号。

比较器有两个输入端，一个是控制信号，另一个是三角波信号。

当控制信号的幅值大于三角波信号的幅值时，比较器的输出为高电平；反之，当控制信号的幅值小于三角波信号的幅值时，比较器的输出为低电平。

因此，通过控制信号与三角波信号之间的比较，可以得到一系列的高低电平脉冲信号。

其次，三角波发生器是SPWM中的另一个关键元件。

它产生一种三角波信号，用于与控制信号进行比较。

三角波发生器可以采用集成运算放大器和RC电路的组合构建。

具体地，其中的集成运算放大器将负反馈作用于RC电路，使其输出呈现出类似三角波的形状。

通过调节RC电路中的电阻和电容值，可以改变三角波的频率和幅值。

最后，载波信号发生器也是SPWM中的重要组成部分。

它产生一个载波信号，用于与控制信号进行比较，从而生成最终的PWM信号。

为了获得一个近似正弦波的输出信号，载波信号通常采用具有很高频率的三角波。

常用的载波信号形式有三角形、锯齿形等，其中三角波形的载波信号被广泛应用。

载波信号发生器通常采用电子开关或模拟技术来实现，以产生所需频率和形状的载波信号。

以上三个组成部分共同作用，实现了SPWM的产生原理。

SPWM的具体步骤如下：首先，通过三角波发生器产生一个三角波信号；然后，通过载波信号发生器产生一个高频的载波信号；接着，将控制信号与三角波信号进行比较，得到一系列高低电平脉冲信号；最后，将高低电平脉冲信号与载波信号进行合并，生成PWM信号。

这个PWM信号的脉冲宽度和幅值对应于控制信号的幅值。

三相spwm原理三相SPWM（SinusoidalPulseWidthModulation）是一种应用于电力电子领域的重要技术，它常用于能源管理系统，电源系统以及变频技术。

它可以用来调节电压，电流和频率，以此达到节能、调节功率和改善电力系统品质的目的。

三相SPWM最初是在20世纪50年代开发的，是采用有限状态机形式产生三相正弦脉宽调制（SPWM）信号的一种电力电子技术。

它的基本原理是采用固定频率的周期性正弦波来调制电压，即通过改变正弦波的占空比，来调节所产生的脉冲的宽度，从而改变电压的形状，以此达到调节电压和节约能源的目的。

三相SPWM的工作原理比较复杂，不过总体来说简单可以分为三个步骤：正弦波产生、正弦波调、以及三相信号交流。

首先，三相SPWM方案要求实现三路正弦波产生，其中一路用于控制，另外两路用于模拟；其次，调制按照一定算法调节正弦波的占空比；最后，连接三条SPWM信号，形成三相交流信号。

三相SPWM系统的优点在于因为它是以正弦为基础，因此在控制操作的时候不会产生额外的噪声，这样可以有效地降低电磁辐射和尾痕损耗，而且具有稳定的输出功率，可以满足频繁变换和高效率的需求。

但是，它也有一些限制，比如周期性等，因此我们在选择时，要根据应用的要求来确定一个合适的SPWM系统。

此外，三相SPWM的应用范围也越来越广泛，例如它可用于变频调速系统中，它可以调整电机的转速，提高能源利用效率、降低噪音，甚至可以用于风能、太阳能等可再生能源的调节。

另外，它还可以应用在高压变频系统中，和智能电网等领域，以及汽车电子系统中。

因此，三相SPWM系统在电力电子领域具有重要的意义，不仅可以改善能源利用效率，还能提高系统的稳定性和可靠性，有效节省成本，提高电力系统的效率和质量。

从而为经济发展和社会发展带来巨大的利益。