基于DSP的SPWM直接面積等效算法分析

開始的SPWM生成技術是采用模擬電路構成三角波和正弦波發生電路，用比較器來確定他們的交點。這種方法電路復雜，精度較差，早已淘汰。后來人們采用單片機和微機生成SPWM波，但受硬件計算速度和算法計算量的影響，往往無法兼顧計算的精度和速度。再后來隨著具有強大運算能力的DSP和一些新算法的出現，這一問題得到了較好地解決。

　　1 算法的原理

　　一般SPWM波形的產生有以下幾種方法：自然采樣法、規則采樣法、低次諧波消去法直接面積等效法等。其中自然采樣法的精度很高，但他求解導通關斷點需要解一個超越方程，計算量很大，一般不被采用。低次諧波消去法計算復雜，只能用查表法，而且這種方法的波形頻率和幅值是不可以連續變化的。因此將主要分析規則采樣法，直接面積等效法這兩種方法的原理。

　　規則采樣法是從自然采樣法演變而來的，他由經過采樣的正弦波(實際上是階梯波)與三角波相交，由交點得出脈沖寬度。這種方法只在三角波的頂點或底點位置對正弦波采樣而形成階梯波。其原理如圖1(a)所示。

　　其中：

　　Tz: 三角載波周期

　　M: 調制深度(正弦波與三角波幅值比)

　　t：某采樣時刻?

　　直接面積等效法的基本原理如圖1(b)所示。

　　在圖中的正弦半波波形中取一小區間[t，t+Δt]，其面積為S1，則與其面積相等的矩形脈沖面積為S2，寬度為δi。設正弦波幅值為Usin，調制度為M，矩形脈沖幅值為Us。有

　　式中k代表第k次采樣，N代表半周期內對正弦波的采樣點。則IGBT的開關時間可如下計算：

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