PWM那些事儿

陈四川

之所以想写PWM，是因为我觉得PWM是一个电力电子工程师入门砖，是实现所有电力电子控制的基础。同时，PWM控制很多细节可做，要想研究透彻也很难。

SPWM和SVPWM
采用PWM的变频器，是将直流电压通过调制，变成变频变幅值的电压（交流或直流）。最开始采用的是SPWM，因为实现简单，只需要将想要输出的调制波形和三角载波比较就可以了，在“远古”时代模拟电路就可以很简单的实现。
定义调制比为输出相电压和直流电压1/2的比值，SPWM的调制比为1。

SVPWM现在大家叫空间矢量PWM，它是从电机磁通正弦的角度出发，想通过电压的控制获得恒定的圆形旋转磁场，所以也叫正弦磁通PWM。磁通是电压的积分，SVPWM就是通过选择合适的电压矢量和作用时间，来使得磁通更接近圆形。SVPWM最大的好处是提高了电压利用率，调制比可以达到1.15（比SPWM提高了15%）。更通俗的理解SVPWM的调制比提升，就是输出的线电压峰值能等于直流母线电压，而SPWM最高能输出的电压峰值为直流母线电压的sqrt(3)/2.

SVPWM的数字实现
很多文献和教科书都会去讲怎么计算8个电压矢量的作用时间，怎么按顺序去作用电压矢量，该过程实在是太虐心，太考验人的耐性。而最开始搞SPWM的人不死心，想看看SVPWM这种电压矢量作用方式下，等效的载波是什么样的。于是很多大神上场发挥作用，最后研究下来，发现其调制波是在正弦波的基础上，注入了三次谐波。

而且三次谐波很特别，并不是一个三次正弦信号，而是类似三角波的波形。很幸运，这个注入的谐波还有解析式，Uz=middle(Ua,Ub,Uc)，也即是三相输出电压ua,ub,uc的中间值。那就好办了，SVPWM的数字实现时，不用再采用复杂的空间位置计算了，只需要求取中间值，进行叠加即可。
更进一步研究，对Uz采用不同的取值，除了可以得到SVPWM外，还可以变化得到5段式pwm、过调制的PWM等等。

PWM的放大倍数
相信很多搞电力电子控制的人，都会被Kpwm这个系数给困扰。它出现在很多文献和教科书中，用于推到系统的传递函数，但没有人来讲它到底是多少。Kpwm其实是来衡量pwm调制经过功率器件后的放大系数。

Kpwm=Uout/Uref。通过上图可以看到，Kpwm和很多因素有关，比如PWM调制算法、芯片的pwm逻辑电路、功率器件，每个人对这些细节的定义都不一样，所以Kpwm没有一个确切的值，我想也是很多著作不屑于讲明白的原因吧。实际应用中，应该假设如果我输出一个Uref值，通过各种闯关后，最终输出的Uout是多少，以此来得到自己Kpwm。

Andyabc

jianzhidaai,,,,henzan

xiwaspe

原来是这样子的，SVPWM

喜鹊王子

图中叠加三次谐波的方式，是等效五段式SVPWM吗？要等效成七段式的话，UZ该怎么取？

陈四川

喜鹊王子 发表于 2016-8-14 20:27
图中叠加三次谐波的方式，是等效五段式SVPWM吗？要等效成七段式的话，UZ该怎么取？

等效七段式，Uz取最大或最小值，等效五段式

flyingford

讲的真是太好了，

喜鹊王子

陈四川 发表于 2016-8-15 08:32
等效七段式，Uz取最大或最小值，等效五段式

你那个middle应该不是三者的中间值吧，而应该是max加min再除以2吧？
这样的话，uz取最大或者最小等效五段式，这里的最大或最小怎么理解？

beidoubushixing

谢谢楼主的分享和讲解

xiaoxiao201005

讲的很不错，希望楼主继续下去

车永兴

知乎上就转关注楼主了。

howdoilove

为了学习，为了分，边学习，边得分。最重要的还是学习

hdhxgm

楼主 谢谢分享，讲得真心不错！

Lienan

讲的不错，学习了，还没学习到这一块，先来看看

奇立电源

好东西不用算扇区了

zdf0145

知乎大V来了，

zy1986

请教楼主  看spwm波那张图上占空比应该是50%，那绕组端电压的又是怎么调节大小的？也就是平常说的VSP

szy494468597

学习了   好好看看

BY_CH1

讲的不错，谢谢分享

神龙大侠

好，凑字凑字凑字。

zimiaoxinghan

一直学习中 加油努力 谢谢楼主