DC/AC:单极性SPWM逆变电路原理设计及MATLAB/Simulink实验仿真

单极性SPWM因其在每个开关周期内逆变输出电压只有零点平和一个正或负电平而得名,它不适用于半桥电路,而双极性SPWM在半桥和全桥电路中都适用。单极性SPWM仍采用正弦波为调制波,三角波为载波,但按调制波每半个周期对调制波本身或载波进行一次极性反转。本文采用载波反转的分析模型,载波为单极性不对称三角波,如图所示,载波比和调制深度与双极性SPWM逆变电路相同。

全桥逆变电路如图所示:

全桥电路两个桥臂之一,例如开关Q1和Q4组成方向臂,当调制信号us>0时,Q1导通,而Q4关断,输出的平均电压大于零;当调制信号us<0时,Q4导通,而Q1关断,输出的平均电压小于零。另一个桥臂组成斩波臂,采用载波频率的互补控制信号,当us>uc时,Q3导通,而Q2关断;当us<uc时,Q2导通,而Q3关断。

在单极性SPWM工作模式下,电路有三种工作模式,Q1、Q3载流,输出电压为正;Q2、Q4载流,输出电压为负;桥臂上侧或下侧一个主功率开关和另一个臂同侧续流二极管载流,如Q1、Q2载流,输出电压为零。主电路在每个开关周期内输出电压在正和零(或负和零)间跳变,正负两种电平不会同时出现在一个开关周期内,故称为单极性SPWM逆变电路。

实验仿真

完成单极性PWM方式下的单相全桥逆变电路的仿真,直流电压源选择300V。

建立仿真模型

见仿真程序

实验结果

 仿真电路程序获取方式:

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