一種基于DSP的新型單相PWM算法研究

作者：時(shí)間：2009-08-27 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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三角載波由軟件及硬件定時(shí)器形成，三角載波的頻率由時(shí)鐘頻率及定時(shí)器的周期值決定。根據(jù)需要可以選取一個(gè)定時(shí)器周期T1，以確定調(diào)頻過(guò)程中的固定載波頻率。由于載波頻率不變，故整個(gè)調(diào)頻過(guò)程的載波比是變動(dòng)的，可先設(shè)定在一個(gè)固定的輸出波頻率f1下的載波比為n1，對(duì)所需的輸出頻率f(對(duì)應(yīng)的周期為T(mén))進(jìn)行處理，如式(1)所示，x為f處理后的值。圖3所示為均分載波的原理圖，將定時(shí)器的周期進(jìn)行等分為n1／(4x)份，則每份的寬度叫可由式(2)確定：
f1/1=fx (1)
ω=4T1x/n1 (2)
式中：ω為脈寬增量的最小單元。在確定了脈寬增量的最小單元值之后，以ω為增量單元，隨時(shí)間遞增，依次增大或減小占空比的值。占空比的增大過(guò)程為：第一個(gè)裝載占空比為ω，第二個(gè)裝載占空比為2ω，第三個(gè)裝載占空比為3ω，第y個(gè)裝載占空比的值為yω，占空比的值以此規(guī)律依次增加。式(3)為脈寬遞增時(shí)占空比值DC更新規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。式中K的值是為滿足沖量定理所需的系數(shù)，將在后面做詳細(xì)的計(jì)算和論述。

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/152369.htm

當(dāng)輸出脈沖達(dá)到最大寬度MAX(DC)時(shí)，a計(jì)數(shù)值也達(dá)到最大值MAX(a)，已完成T／4周期的脈沖輸出。此時(shí)，占空比從最大寬度依次減小，減小的規(guī)律為yω，(y-1)ω，直至ω0式(4)為脈寬遞減時(shí)占空比值DC'更新規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。其中，DC'的初始值為MAX(DC)，a'的初始值為MAX (a)。

由以上原理可以看出，PWM波形在T／2內(nèi)關(guān)于T／4完全對(duì)稱(chēng)，圖4所示為占空比更新的原理圖。
由上述分析，載波頻率在整個(gè)過(guò)程中是固定值，所以具備了異步調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，脈寬是完全由形成載波的時(shí)鐘數(shù)量、期望輸出波的頻率因素決定，而不是由查表得到，可以克服異步調(diào)制時(shí)大多數(shù)情況下載波與調(diào)制波相位不同步的缺點(diǎn)。此種算法綜合了同步和異步調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)，避免了采用分段同步調(diào)制時(shí)需要考慮調(diào)頻的問(wèn)題。PWM的基本依據(jù)是面積相等原理，即沖量(面積)相等不同形狀的窄脈沖加到慣性環(huán)節(jié)上，其作用效果基本相同。在保證波形對(duì)稱(chēng)的基礎(chǔ)上，討論該算法對(duì)沖量相等原則的實(shí)現(xiàn)。以正弦調(diào)制為例，當(dāng)調(diào)制波為正弦波時(shí)，根據(jù)面積相等原則，其正弦半波積分的面積等于脈沖相加之和，如式(5)所示。