SPWM波生成方法探讨1 PWM控制技术PWM控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术，即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。
调制：将一个波形（调制参考波）信号的有关信息加到另一个波形上（载波）。
PWM控制技术在逆变电路中的应用最为广泛，对逆变电路的影响也最为深刻。
现在大量应用的逆变电路中，绝大部分都是PWM型逆变电路。
可以说PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的应用，才发展得比较成熟，才确定了它在电力电子技术中的重要地位。
2 SPWM控制技术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。
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.该方法的实现有以下几种方案。
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。
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。
SPWM波的产生SPWM波的产生1)SPWM波生成的流程图SPWM 波的产生可以通过硬件电路生成或通过软件编程生成。
通过硬件电路实现SPWM波的方法往往电路复杂,控制精度难以保证。
而用软件编程的方法由于是采用数字控制方式,可以获得调节灵活,稳定可靠,性能优越的控制效果,但是要求中央处理器的运算速度快,运算能力强。
TMS320F2812芯片具有高速优异的运算功能和功能强大的PWM波发生模块,因此采用软件编程方便实用。
SPWM调制信号生成说明如图:通过软件编程的方法来生成SPWM波,其原理是基于正弦控制波和三角载波相交以确定开关通断时刻。
用软件生成SPWM波一般有两种方法:查表法和计算法。
查表法,即离线计算出相应的脉宽数据,写入EPROM,实际控制时。
由DSP通过查表和加减运算得到脉宽和间隔时间,以此控制功率器件的开通时间。
计算法,即根据理论推导出脉宽函数表达式,由DSP在实际控制时实时在线计算,以获得相应的脉宽和间隔时间。
一般来说,前者将占用大量存储空间,而后者则需要大量的运算时间。
2)死区的概念及生成在电机控制和功率电子应用场合中,两个功率器件(上臂和下臂)被串联放在一个功率转换支路中,为避免直通,两器件的开通周期必须不能重叠,这就需要一对非重叠的PWM输出来正确的控制这两个器件。
在一个开关管的关断和另一个开关管的导通之间要插入一个时间间隔,即死区时间。
这段延迟是由开关管的开关特性和负载特性决定的。
设计死区单元的目的是在任何情况下,确保上臂器件和下臂器件的开通时就爱你没有重叠。
对每一个输入信号PHx,会产生两个输入信号DTPHx和DTPHx_,波形图如图所示,当比较单元和相关输出的死区未被使能时,这两个信号是相同的。
当死区被允许用于比较单元时,这两个信号的转换边沿被一个称为死区的时间间隔分开,这个时间间隔称为死区时间,大小由死区控制寄存器DBTCON中的相应位设定。
设计与总结报告一、方案设计与论证硬件方案制作SPWM的信号发生器有很多方法。
现在有不少集成芯片可以实现SPWM信号的产生，十分方便。
还可以用DSP芯片产生SPWM 信号。
另外还有一些专用的单片机可也实现该功能如：8051F3x系列。
考虑到现有资源，所以选用STC8051单片机作为产生SPWM的核心器件。
从单片机的两个管脚输出半个周期的SPWM信号，两脚的电压差就是电压幅度为正负5V的SPWM信号。
双极性的SPWM信号同理。
考虑到可以使编程简化所以采用独立键盘对频率进行设置。
数码管与单片机P0口相连用作显示部分。
软件方案已知载波比为20，而正弦波的频率分别为20Hz、30Hz、40Hz、50Hz。
所以SPWM波的频率为400HZ、600Hz、800Hz、1000Hz。
根据公式可求得占空比，从而得到一个周期内高电平的时间。
将不同频率下一个周期内SPWM波高电平的时间计算出来并定义一个数组存在单片机RAM里。
while(1){x=key_scan();display(x);c=M[x-1][b];if(t>N[x-1])t=0;if(t<c)p3_0=1;else p3_0=0;b++;if(b>9)b=0;}}定时器溢出中断时查表并进行比对就可产生SPWM信号。
二、理论分析与计算等效正弦波频率为20Hz、30Hz、40Hz、50Hz。
载波比给定为20。
计算后可得：400Hz、600Hz、800Hz、1000Hz。
根据公式计算得到占空比为:0.1251、0.3632、0.5657、0.7128、0.7902、0.7128、0.5657、0.3632、0.1251。
又由公式可计算出高电平时间。
20Hz时：313us、908us、414us、1782us、1976us、976us、1782us、1414us、908us、313us30Hz时：209us、605us、943us、1188us、1317us、1188us、943us、605us、209us40Hz时：156us、454us、707us、891us、988us、988us、891us、707us、454us、156us50Hz时：125us、363us、566us、713us、790us、790us、713us、566us、363us、125us三、电路图电路原理图四、测试方法与数据先采用protues仿真软件进行调试，理论通过后在示波器上验证频率和占空比的正确性。
