众所周知，PWM脉冲宽度调制是一种仿照掌握办法，根据相应载荷的变革来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通韶光的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变。这种办法常日用于整流和逆变的环境中，同时也会利用到整流桥和逆变桥。对三相电来说，就须要三个桥臂。以两电平为例，每个桥臂上有两个电力电子器件，比如IGBT。这两个IGBT不能同时导通，否则就会涌现短路的情形。
因此，设计带去世区的PWM波可以防止高下两个器件同时导通。也便是说，当一个器件导通后关闭，再经由一段去世区，这时才能让另一个导通。
一、什么是去世区？
常日，大功率电机、变频器等，末端都是由大功率管、IGBT等元件组成的H桥或3相桥。每个桥的上半桥和下半桥是是绝对不能同时导通的，但高速的PWM驱动旗子暗记在达到功率元件的掌握极时，每每会由于各种各样的缘故原由产生延迟的效果，造成某个半桥元件在该当关断时没有关断，造成功率元件烧毁。
去世区便是在上半桥关断后，延迟一段韶光再打开下半桥或不才半桥关断后，延迟一段韶光再打开上半桥，从而避免功率元件烧毁。这段延迟韶光便是去世区。(便是上、下半桥的元件都是关断的)去世区韶光掌握在常日的低端单片机所配备的PWM中是没有的。
去世区韶光是PWM输出时，为了使H桥或半H桥的高下管不会由于开关速率问题发生同时导通而设置的一个保护时段，以是在这个韶光，高下管都不会有输出，当然会使波形输出中断，去世区韶光一样平常只占百分之几的周期。但是PWM波本身占空比小时，空出的部分要比去世区还大，以是去世区会影响输出的纹波，但该当不是起到决定性浸染的。
二、DSP里的PWM去世区
在整流逆变的过程中，同一相的高下桥不能同时导通,否则电源会短路，理论上DSP产生的PWM是不会同时通，但器件的缘故原由PWM不可能是瞬时电平跳变的，总是梯形低落的，这样会可能使高下桥直通，为此，设一个极短的韶光，高下桥都关闭，再选择性开通，避免了高下桥直通，实际掌握中去世区会导致掌握性能变差。
PWM的高下桥臂的三极管是不能同时导通的。如果同时导通就会是电源两端短路。以是，两路触发旗子暗记要在一段韶光内都是使三极管断开的。这个区域就叫做“去世区”。
PWM的占空比决定输出到直流电机的均匀电压，PWM不是调节电流的。PWM的意思是脉宽调节，也便是调节方波高电平和低电平的韶光比，一个20%占空比波形，会有20%的高电平时间和80%的低电平时间，而一个60%占空比的波形则具有60%的高电平时间和40%的低电平时间，占空比越大，高电平时间越长，则输出的脉冲幅度越高，即电压越高。如果占空比为0%，那么高电平时间为0，则没有电压输出。如果占空比为100%，那么输出全部电压。
以是通过调节占空比，可以实现调节输出电压的目的，而且输出电压可以无级连续调节……
如何将PWM旗子暗记转换为仿照量旗子暗记？看完就明白！
有一个丈量位置变革的位置传感器，用万用表电压档丈量传感器的输出旗子暗记，结果显示的是仿照量旗子暗记，即位置和旗子暗记输出大小呈线性关系。但是，用示波器（Picoscope 4227）丈量传感器的输出旗子暗记，显示的却是 PWM 旗子暗记（脉宽调制），即位置不同，输出 PWM 旗子暗记的占空比不同。
PWM 旗子暗记的参数是：200 Hz, 低电平为 0V,高电平为 18V。
现在可以确定，我的传感器输出旗子暗记是 PWM 旗子暗记。PWM 旗子暗记须要输入到掌握器 I/O 中，但是掌握器 I/O 口不具备直接采集 PWM 旗子暗记的功能。
办理方案
设计个电路，将 PWM 旗子暗记转化为仿照量旗子暗记，然后将转换后的仿照量旗子暗记输入到掌握器仿照量 I/O 口。
转换电路
1. 二阶压控有源低通滤波电路。
设计一个深度滤波电路。滤波电路图为：
低通滤波频率公式为：f=1/(2πRC),我末了选择 R=1K，C=10uf，算出的低通截止频率 f=15.9HZ。
滤波电路后端是一个运算放大器，放大倍数公式：A=1+Rf/R1。我不肯望电压被放大，以是我选择 A=1.1。又由于 R1//Rf=2R（R1，Rf 两者并联的值即是 R 串联值），终极：Rf=220 欧，R1=2.2k，R=1k。
2. 积分电路（无源滤波电路）
低通滤波电路前面是一个二级积分电路（将两个电容都接地），R=1K，C=10uf。下图是一级积分电路，设计的积分电路是将两个下图电路串联构成二级积分积分：
为验证电路效果进行的测试,我利用的设备是 PicoScope4227，由于该设备最大只能天生正负 1V 的电压旗子暗记，就天生了幅值为 1V（低电平 0V，高电平 1V）,频率为 200HZ 的 PWM 旗子暗记作为积分电路的输入旗子暗记。各种效果图如下……
技能文章：PWM和MPPT的实质差异是何？
本期的话题是环绕智能能源展开的，说到智能能源离不开太阳能不变的话题。在光伏逆变太阳能：最大的痛点便是如何保护蓄电池，防止蓄电池过充等功能。目前掌握器最紧张的技能路线：脉冲宽度调试办法和最大功率点跟踪办法，每种办法各有其优点和缺陷，不同场景去选择最适宜的掌握器技能方案。
1、PWM掌握器
早期的光伏掌握器都是PWM的，这种电气构造大略，掌握器由一个功率主开关和电容以及驱动和保护电路组成，通过开关管的PWM占空比，来掌握输出电压。
PWM掌握器，连接太阳能阵列和电池板之间只有一个开关，随着电池被逐渐充满，电池电压升高，PWM掌握器会逐渐减少供应的给电池的电量，光伏输出不一样会按最大功率输出。PWM掌握器，具有蓄电池充放电管理功能，能防止蓄电池过充和过放。
由于PWM型掌握器太阳能组件和蓄电池之间只有一个开关相连接，中间没有电感平分压装置，因此在设计时，组件的电压大约为蓄电池的电压1.2-2.0倍，如24V的蓄电池，组件输入电压在30-50V之间，每串只能配一块组件，48V的蓄电池，组件输入电压在60-80V之间，每串只能配两块组件。
2、MPPT掌握器
MPPT掌握器是第二代太阳能掌握器，同PWM掌握器比较，它多了一个电感和功率二极管，因此功能更强大。
一是它具有最大功率跟踪功能，在蓄电池充电期间，太阳能组件能以最大功率输出，除非电池达到饱和状态;二是光伏组件的电压范围宽，掌握器中间有一个功率开关管和电感等电路，组件的电压是蓄电池的电压1.2-3.5倍之间，如果是24V的蓄电池，组件输入电压在30-80V之间，每串可以配一到两块组件，如果是48V的蓄电池，组件输入电压在60-110V之间，每串可以配两到三块组件。
如何选择PWM和MPPT掌握器
PWM和MPPT掌握器都有自身独特的优点和缺陷，选择哪种方案取决于太阳能光伏阵列的设计特性、本钱以及外部环境等条件。当我们选择时要重点考虑以下几点成分：
PWM办法技能成熟，电路大略可靠，价格便宜，但组件的利用率较低。组件的利用率约为80%以上;MPPT太阳能掌握器，指具备最大功率点跟踪功能的太阳能掌握器，组件和蓄电池之间有一个BUCK降压电路，组件的利用率约为90%以上……
开关电源之掌握技能PWM与PFM分别有何浸染？
从事开关电源事情的工程师们，说到PWM与PFM两种掌握技能该当是在熟习不过了。他们分别在开关电源里面起着怎么的浸染，霸占若何的地位？
开关电源的掌握技能紧张有三种：(1)脉冲宽度调制(PWM)；(2)脉冲频率调制(PFM)；(3)脉冲宽度频率调制(PWM-PFM)．
PWM：（pulse width modulation）脉冲宽度调制
脉宽调制PWM是开关型稳压电源中的术语。这是按稳压的掌握办法分类的，除了PWM型，还有PFM型和PWM、PFM稠浊型。脉宽宽度调制式（PWM）开关型稳压电路是在掌握电路输出频率不变的情形下，通过电压反馈调度其占空比，从而达到稳定输出电压的目的。
PFM：（Pulse frequency modulation) 脉冲频率调制
一种脉冲调制技能，调制旗子暗记的频率随输入旗子暗记幅值而变革，其占空比不变。由于调制旗子暗记常日为频率变革的方波旗子暗记，因此，PFM也叫做方波FM
PWM是频率的宽和窄的变革,PFM是频率的有和无的变革, PWM是利用波脉冲宽度掌握输出,PFM是利用脉冲的有无掌握输出.
个中PWM是目前运用在开关电源中最为广泛的一种掌握办法，它的特点是噪音低、满负载时效率高且能事情在连续导电模式，现在市场上有多款性能好、价格低的PWM集成芯片；PFM具有静态功耗小的优点，但它没有限流的功能也不能事情于连续导电办法。
与PWM比较，PFM的输出电流小，但是因PFM掌握的DC/DC变换器在达到设定电压以上时就会停滞动作，以是花费的电流就会变得很小。因此，花费电流的减少可改进低负荷时的效率。PWM在低负荷时虽然效率较逊色，但是因其纹波电压小，且开关频率固定，以是噪声滤波器设计比较随意马虎，肃清噪声也较大略……
技能文章：汇总关于PWM掌握几大类方法
对付PWM掌握的问题而言，PWM掌握的基本事理很早就已经提出，而对受电力电子器件发展水平的制约。在上世纪80年代以前一贯未能实现.直到进入上世纪80年代,随着全控型电力电子器件的涌现和迅速发展。
PWM掌握技能才真正得到运用.随着电力电子技能,微电子技能和自动掌握技能的发展以及各种新的理论方法,如当代掌握理论,非线性系统掌握思想的运用,PWM掌握技能得到了空前的发展.到目前为止,已涌现了多种PWM掌握技能。
采样掌握理论中有一个主要结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,厥后果基本相同.PWM掌握技能便是以该结论为理论根本,对半导体开关器件的导通和关断进行掌握,使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲,用这些脉冲来代替正弦波或其他所须要的波形.按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制,既可改变逆变电路输出电压的大小,也可改变输出频率。
根据PWM掌握技能的特点,到目前为止紧张有以下8类方法:
等脉宽PWM法
VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)装置在早期是采取PAM(Pulse Amplitude Modulation)掌握技能来实现的,其逆变器部分只能输出频率可调的方波电压而不能调压.等脉宽PWM法正是为了战胜PAM法的这个缺陷发展而来的,是PWM法中最为大略的一种.它是把每一脉冲的宽度均相等的脉冲列作为PWM波,通过改变脉冲列的周期可以调频,改变脉冲的宽度或占空比可以调压,采取适当掌握方法即可使电压与频率折衷变革.相对付PAM法,该方法的优点是简化了电路构造,提高了输入真个功率因数,但同时也存在输出电压中除基波外,还包含较大的谐波分量。
随机PWM
在上世纪70年代开始至上世纪80年代初,由于当时大功率晶体管紧张为双极性达林顿三极管,载波频率一样平常不超过5kHz,电机绕组的电磁噪音及谐波造成的振动引起了人们的关注.为求得改进,随机PWM方法应运而生.其事理是随机改变开关频率使电机电磁噪音近似为限带白噪声(在线性频率坐标系中,各频率能量分布是均匀的),只管噪音的总分贝数未变,但以固定开关频率为特色的有色噪音强度大大削弱.正由于如此,纵然在IGBT已被广泛运用的本日,对付载波频率必须限定在较低频率的场合,随机PWM仍旧有其分外的代价;另一方面则解释了肃清机器和电磁噪音的最佳方法不是盲目地提高事情频率,随机PWM技能正是供应了一个剖析,办理这种问题的全新思路……
深入剖析:SVPWM算法的串级调速系统仿真模型
本文紧张跟大家讲解关于SVPWM算法干系的知识，对付串级调速系统中逆变掌握器多采取SPWM掌握技能，三相异步电动机具有构造大略、价格低廉、掩护方便、运行可靠等许多优点，因而得到了广泛运用。但在采取较大略的方法调速时，性能远不如直流电动机。随着科学技能的发展，特殊是半导系统编制造技能的长足进步，以变频调速和串级调速为代表的繁芜调速技能掌握电路因性能不断提升、本钱不断低落而得到了广泛的运用。
绕线式异步电动机多采取串级调速方法， 由于这种调速方法可以将串入附加电动势而增加的转差功率回馈到电网或电动机轴上，战胜了以往转子回路须要串电阻的缺陷，提高了调速的经济性，具有节能浸染，可以使系统得到较高的运行效率。图1是斩波串级调速事理图，它在转子直流回路中加入了直流斩波器，通过调节斩波器的占空比实现电机转子转速的无级调速。斩波串级调速技能具有独特的上风，特殊在高压大中型电动机节能运用方面前景光明。
对付串级调速系统中逆变掌握器多采取SPWM掌握技能，而SVPWM掌握技能是一种优化了的PWM掌握技能，和传统的SPWM比较，SVPWM 具有直流利用率高（比传统的SPWM提高了约15%）、谐波少、掌握大略、易于实现数字化等优点。而且电压空间矢量的不同调制方法在不同程度上可以缓解开关频率与开关损耗之间的抵牾。正是由于SVPWM掌握技能的这些优点，使得本课题的研究具有主要的意义。
1 、SVPWM脉宽调制事理及实现
1.1 SVPWM基本事理
空间电压矢量脉宽调制（SVPWM）因此三相对称正弦波电压供电时互换电动机产生的空想圆形磁链轨迹为基准，用逆变器不同的开关模式产生的实际磁通去逼近基准磁链圆，并由他们比较的结果决定逆变器的开关状态，形成PWM波形，从而达到较高的掌握性能。根据三相逆变器的事情事理可以知道，逆变桥共有23=8种状态，若将逆变器的8种状态用电压空间矢量来表示，则形成8个基本的电压空间矢量，个中6个非零矢量，2个零矢量，每两个电压矢量在空间相隔60°，如图1所示。SVPWM技能的目的是通过与基本的空间矢量对应的开关状态的组合，得到一个等效的空间旋转电压矢量Vref（常日称为参考电压矢量，其空想轨迹是一个圆）。图2中所示六边形内切圆表示SVPWM欠调制办法下参考电压的极限值……
PWM与SPWM都搞清楚了，那么SVPWM还会难吗？
本期的主题是SVPWM，他是一种针对电机负载对SPWM的做出改良后的技能。在学习这个之前，跟
PWM是通过改变输出方波的占空最近改变等效的输出电压。广泛地用于电动机调速和阀门掌握，比如电动车电机调速便是利用这种办法。
所谓SPWM，便是在PWM的根本上改变了调制脉冲办法，脉冲宽度韶光占空比按正弦规律排列，这样输出波形经由适当的滤波可以做到正弦波输出。它广泛地用于直流互换逆变器等，比如高等一些的UPS便是一个例子。三相SPWM是利用SPWM仿照市电的三相输出，在变频器领域被广泛的采取。
SPWM事理:
正弦PWM的旗子暗记波为正弦波，便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天生的。正弦波波形产生的方法有很多种，但较范例的紧张有：对称规则采样法、不对称规则采样法和均匀对称规则采样法三种。第一种方法由于天生的PWM脉宽偏小，以是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，但对付微处理器来说，增加了数据处理量当载波频率较高时，对微机的哀求较高;第三种方法运用最为广泛的，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陷。
svpwm与spwm的差异和联系
变频器由开关器件构成，依据目前技能，不能直接产生正弦波，而是只能产生一种效果与正弦波基本相称的PWM波。所谓效果基本相称，是由于这种PWM波从频谱上看，由与标准正弦波频率相同的正弦波及频率远远高于标准正弦波频率的各种高次谐波构成，而对付变频器的负载电机而言，高次谐波对电机转矩基本无影响，也便是说，对电机而言，这种PWM波的效果与正弦波相称。
SPWM全称Sinusoidal Pulse Width ModulaTIon，意为正弦脉冲宽度调制，简称正弦脉宽调制，SPWM着眼于产生三相对称的正弦电压源。空想的SPWM变频器，不论相电压还是线电压，均不包含低次谐波。其最低次的谐波发生在一倍开关频率附近。
SVPWM涌如今SPWM之后，是针对电机负载对SPWM的做出改良后的技能。SVPWM全称Space Vector Pulse Width
ModulaTIon，意为空间矢量脉冲宽度调制，简称空间矢量脉宽调制。矢量掌握和直接转矩掌握变频器均基于SVPWM技能。
SVPWM的空间矢量是指通过电压矢量产生的磁场矢量，磁场矢量是空间旋转的矢量，SVPWM将电压矢量通过脉宽调制，旨在产生空间旋转的磁场矢量。SVPWM从三相输出电压的整体效果出发，着眼于如何使电机得到空想圆形旋转磁场。其相电压每每不是正弦波，但其线电压是正弦波，而其绕组电流的谐波身分较PWM小，旋转磁场更逼近圆形，使得电机转矩脉动降落。
基于SVPWM思想，可以衍生出无数种调制技能，对付空想三相电机，SVPWM的无数种调制办法中，有一种的效果与SPWM效果完备相同。然而，实际的SVPWM，在不影响掌握效果的条件下，直流母线电压利用率有显著提升。受SVPWM的启迪，某些SPWM变频器通过相电压注入三次谐波，也能达到类似的效果，当然，严格讲，这已经不是严格意义上的SPWM了。
此外，SVPWM开关动作次数减少，降落了开关损耗，有利于提升变频器效率……
PWM办法开关电源中IGBT的损耗剖析
在任何装置中利用IGBT都会碰着IGBT的选择及热设计问题。当电压应力和电流应力这2个直不雅观参数确定之后, 终极须要根据IGBT在运用条件下的损耗及热循环能力来选定IGBT。常日由于利用条件不同, 通过IGBT数据手册给出的参数不能确切得出运用条件下IGBT的损耗。比较好的方法是通过丈量行业确定IGBT数据手册中参数的丈量条件与实际运用环境的差别, 并先容IGBT的损耗的大略丈量方法。
1、IGBT 参数的定义
厂商所供应的IGBT 开关参数常日是在纯感性负载下丈量的, 图1 和图2 分别是IR 公司和TOSHIBA公司丈量开关韶光的电路和定义开关韶光的波形。其共同特点是: 开通处于续流状态的纯感性负载; 关断有箝位二极管的纯感性负载。有些数据手册还给出了开关过程的能量丢失, 也是在同样条件下丈量的。
对付PWM 办法事情并利用变压器的开关电源, 其事情情形则与之差异很大。图3 是11 kW 半桥型电路及其事情波形, 利用的IGBT为GA75TS120U。由波形可见，电流上升韶光tr 约为500 ns, 低落韶光t f 约为300 ns。但在数据手册中,GA75TS120U 的电流升降韶光分别为t r= 100 ns,t f= 80 ns, 与实际事情情形差异较大。其缘故原由紧张在于以下2 个方面:
(1) 开通时, 图3 中由于变压器漏感的存在, IGBT实际上开通了1 个零电流感性负载, 近似于零电流开通, 电流上升率受漏感充电速率的限定, 因而实际电流上升韶光tr 不完备取决于IGBT。而数据手册中给出开通处于续流状态的纯感性负载, 开通瞬间, IGBT 既要承受电感中的电流, 还要承受续流二极管的反向规复电流, 电流上升率则完备取决于IGBT 的开通速率。
(2) 关断时, 图3 中的IGBT 并非是在关断1 个纯感性负载, 而是关断1 个R - L 型负载( 变压器及其负载, 从变压器一次侧可等效为R -L 型负载) ,其电流的低落韶光t f 要慢于关断带箝位的纯感性负载。并且, 对付纯感性负载, 只有当IGBT 的集电极电压上升到箝位值后, IGBT 的电流才开始低落( 见图1、图2 中波形) , 而电阻-电感性负载时, 集电极电压和电流险些是同时变革的( 见图3b 波形) 。
由于上述缘故原由, 图3 中IGBT 的t r、t f 均大于给定值, 但这并不虞味着损耗的上升, 由于开关损耗还取决于开关过程中电压电流的"重叠"程度, 而图3中的"重迭"明显不如图1、图2 中严重, 因而整体损耗将低落……
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