[发明专利]一种SPWM电源调制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及电源领域，尤其涉及一种SPWM电源调制方法及系统。

背景技术

目前，SPWM电源调制方法主要是采用宽度按正弦规律变化的系列方波脉冲，形成等效正弦波形电压。

在此SPWM电源调制方法中，经三相桥式不可控整流电路，整流后直流电压是固定值Ud，因此系列方波脉冲幅度为固定值，系列方波脉冲宽度按正弦规律变化，再经绝缘栅双极型晶体管IGBT逆变成按正弦规律变化系列方波，从而在变压器处初级形成等效正弦电压波形，如图1所示。

图1所形成的系列方波脉冲等效的正弦波电压波形的电压幅值的改变需要通过改变调制度Ma来实现，即改变系列脉冲中每个脉冲的宽度，同时，为了使等效电压波形接近正弦波，还需要一定的载波比N，载波比N与脉冲方波数量一致。

因此，采用此种方式生成的正弦波电压波形及谐波受调制度和载波比影响较大，如：当载波比N较大，且调制度Ma越来越小时，系列脉冲中靠近过零点脉冲的宽度越小，由于IGBT门极存在米勒效应，当宽度小至2-3个微秒或更小时，存在对应IGBT实际未导通的情况，此时图1所示过零点附近电压波形将丢失，如图2所示，此时，形成的等效电压波形偏移标准正弦波形。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种SPWM电源调制方法及系统，以解决现有技术中形成的正弦波电压波形受调制度和载波比影响较大的问题，其具体方案如下：

一种SPWM电源调制方法，应用于可控整流电路或半控整流电路，包括：

确定脉冲宽度范围，根据所述脉冲宽度范围计算脉冲数量；

通过可控硅整流元件导通角的调整，控制所述整流电路的输出电压值，生成等效正弦波脉冲。

进一步的，还包括：

调整所述等效正弦波脉冲的周期，使得所述等效正弦波脉冲的频率发生变化。

进一步的，所述确定脉冲宽度范围，根据所述脉冲宽度范围计算脉冲数量，包括：

确定过零点两侧方波的宽度范围，根据所述过零点两侧方波的宽度范围计算脉冲数量。

进一步的，所述确定脉冲宽度范围，根据所述脉冲宽度范围计算脉冲数量，包括：

确定相邻脉冲的间隔以及脉冲宽度范围，根据所述相邻脉冲的间隔及脉冲宽度范围计算脉冲数量。

进一步的，所述确定脉冲宽度范围包括：

确定脉冲宽度分布规律及过零点两侧方波的宽度范围。

一种SPWM电源调制系统，应用于可控整流电路或半控整流电路，包括：

脉冲计算单元及幅值控制单元，其中：

所述脉冲计算单元用于确定脉冲宽度范围，根据所述脉冲宽度范围计算脉冲数量；

所述幅值控制单元用于通过可控硅整流元件导通角的调整，控制所述整流电路的输出电压值，生成等效正弦波脉冲。

进一步的，还包括：周期调节单元，其中：

所述周期调节单元用于调整所述等效正弦波脉冲的周期，使得所述等效正弦波脉冲的频率发生变化。

进一步的，所述脉冲计算单元用于：

确定过零点两侧方波的宽度范围，根据所述过零点两侧方波的宽度范围计算脉冲数量。

进一步的，所述脉冲计算单元用于：

确定相邻脉冲的间隔以及脉冲宽度范围，根据所述相邻脉冲的间隔及脉冲宽度范围计算脉冲数量。

进一步的，所述脉冲计算单元用于：

确定脉冲宽度分布规律及过零点两侧方波的宽度范围，根据所述脉冲宽度分布规律及过零点两侧方波的宽度范围计算脉冲数量。

从上述技术方案可以看出，本申请公开的SPWM电源调制方法及系统，应用于可控整流电路或半控整流电路，通过确定脉冲宽度范围，根据脉冲宽度范围计算脉冲数量，通过可控硅整流元件导通角的调整，控制整流电路的输出电压值，生成等效正弦波脉冲。本方案通过应用可控硅整流元件，实现了脉冲数量及输出电压值的变化，即实现了脉冲数量及幅值的变化，从而保证了系列方波脉冲按正弦规律变化，且不存在系列方波脉冲过零点附近方波丢失的情况，从而避免了现有SPWM调制方法受调制度和载波比对等效波形的影响的缺点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种整流电路形成的系列方波脉冲等效的正弦波电压波形；