基于纯硬件以及基于MSP430MCU的SPWM波形产生SPWM.pdf

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1、SPWM波形产生SPWM法就是用脉冲宽度按照正弦规律变化和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形来控制逆变电路中的开关器件的通断，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的区间内面积相等，仅仅通过改变调制波的频率和幅值就可调节逆变电路输出电压的频率和幅值。等面积法生成SPWM:SPWM的基本原理：在采样控制理论中有一个重要的结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上，其效果几本相同。这里所指的冲量是指窄脉冲的面积，这里所指的效果相同是指环节的输出响应波形基本相同。即当它们分别加在具有惯性的同一环

2、节上时，其输出响应基本相同。如果把各个输出波形用傅里叶变换分析，则其低频段非常接近。仅仅在高频段略有差异。SPWM产生原理：如图一a所示将正半周期的正弦波等分为P份，分割后的脉冲都是宽度相等，但幅值按照正弦规律变化，且脉冲顶部是曲线的。将上述等宽不等幅的脉冲使用相同数量的等幅不等宽的矩形脉冲来代替，使每个矩形脉冲与其对应的正弦部分的中点重合，且使此矩形脉冲和正弦波下的面积相等，便得到了如图一b所示的幅值相等，而宽度按照正弦规律变化的SPWM波形。要改变等效输出的正弦波的幅值时只需按照同一比例系数改变上述脉冲的幅度

3、即可。等面积法产生SPWM原理图(图一)软件计算生成SPWM：依据上述SPWM的产生原理，设u(t)Usin(t)，将正弦函数的一周m进行2P等分，并设等效矩形的幅度是U，对应波形的占空比为D第10页（共35页）D0D1则根据公式一可计算得出进行2P等分后的正半周的正弦波每mm个区间内对应的幅值为U的等幅不等宽的矩形脉冲的占空比D如公式二Dm所示。mpUsin(t)dt2DU(1mp)公式1(m-1)mmdpm-1mUcos(2())-cos(2())mppD(1m

4、p)公式2m2Ud此外对于实际使用过程中由于0D1，依据正弦波的特性，在进m412行2P等分的过程中，由于在以及处得到面积正向和反向最大，故而pp此处的占空比D又是一个比较重要参数。此参数意味着在以后进行闭环PImax调节过程中比例放大P倍后的最大值。设定了PI调节过程中的可调范围，而且正是由于D的确定从而才能确定等幅不等宽的SPWM脉冲的脉冲幅值max与采样正弦波辅助之间的关系，从而能够得到便于后期闭环调节性能良好的SPWM波形。从而才能得到功能较为理想的逆变效果。而D的计算要综合考max41

5、2虑在相位在以及处得到面积正向和反向最大处的最大占空比值，以pp及在IGBT处功率器件的供电电压的取值；另外还要考虑在闭环调制过程中PI整定过程中占空比D的变化范围。这三个因素相互制约着，在这里没有m对约束条件进行理论上的推导，可根据实际情况来进行调节。（另在附录中附上430单片机的SPWM的产生过程）自然采样法生成SPWM:在正弦波和三角波的自然交点时刻控制功率开关器件的通断，称为自然采样法。由于正弦波在不同相角时值不同，因而与三角波相交所得到的脉冲宽度不同。这种算法计算量比较大，需花费较多的时间，因而难以在

6、微处理器中实现。但是这种自然采样法在纯硬件实现起来就相对容易一点。纯硬件SPWM波形产生：第10页（共35页）通过文式振荡电路产生一个50Hz的正弦波，经精密整流电路产生一个100Hz的半波，在经反相器，加法器后，使得半波的幅值升高，再通过TL494SPWM调制电路，最终产生两路20KHzSPWM波。以下是硬件实现的电路图，仅供参考第10页（共35页）附录：正弦表格的生成使用C++完成的，程序简单不喜勿喷哦，只是在我之前学习C++时候的程序上进行了修改了。有一部分是多余的，只要功能实现就OK了也不想再进行修改代码

7、如下：#include#include#include#include#definePI3.14#defineCOS1(cos((m-1)*PI/P))#defineCOS2(cos(m*PI/P))usingnamespacestd;intSPWM[400]={0};intmain(){/*****************************************************文本文件的写入*******************

8、**********************************/ofstreamMing_Dan;//新建文件的对象doubleP=0;doubleWP=0;doublem=1;doubleD=0.0;doubleCCR0_T=0;charName_File[10];charch,a,b,c,d,e;intld=0;doubleUM=0;//输出的AC的电压幅值do