一、單相半橋SPWM逆變器電路

(1)拓撲

下圖顯示了單相半橋SPWM逆變器電路,包含兩個開關(guān)管的，負載在電橋臂的中點和直流側(cè)電容器的中點之間連接負載。輸出電壓(連接電壓)是振幅為0.5VDC的脈沖波形。

(2)輸出電壓分析

單相半橋電路的輸出電壓的主要頻率成分是基頻，開關(guān)頻率和兩倍開關(guān)頻率。由于開關(guān)頻率通常遠大于濾波器的截止頻率，因此可以容易地濾除開關(guān)頻率的成分和兩倍于開關(guān)頻率的成分。這里僅討論輸出電壓的基波。

通過輸出電壓的傅立葉分解，可以得出輸出電壓的基本表達式：

二、單相全橋SPWM逆變器電路

(1)拓撲

下圖顯示了包含四個開關(guān)管的單相全橋SPWM逆變器電路。負載連接在橋臂的中心之間，輸出電壓(端口電壓)是振幅為VDC的脈沖波形。

(2)輸出電壓分析

單相全橋的端子電壓波形和單相半橋的端子電壓波形之間的唯一差異是電壓幅度的差異。全橋的端電壓幅度為VDC，而半橋的端電壓幅度為0.5 VDC。全橋輸出電壓的傅立葉分解，可以得到輸出電壓的基本表達式：

三、三相橋式SPWM逆變電路

(1)拓撲

下圖顯示了一個三相電橋SPWM逆變電路，其中包含六個中斷器。負載連接在橋臂的中心之間。以直流側(cè)電容器的中點為基準電位點，輸出相電壓(端口電壓)為VDC的0.5脈沖波形。

(2)輸出電壓分析

關(guān)于作為兩個電容器的串聯(lián)連接的直流側(cè)電容器和作為電勢基準點的直流電容器的中心點，三相橋電路對應(yīng)于三個單相半橋電路。唯一的區(qū)別是三相橋式電路的負載，直流電容器的點n和中點o之間存在電位差，但最終表達式是相同的。三相橋的輸出相電壓的傅立葉分解可以得到輸出相電壓的基波表達式：

注意：此處的相電壓是指相電壓的幅度。

輸出線電壓的表達式為：

四、仿真分析

(1)拓撲

下圖顯示了三相橋式SPWM逆變器電路。輸出連接器連接到LC濾波器。當連接到負載時，它可以與濾波電容器并聯(lián)。其中，DC電壓為700V，輸出相電壓(濾波電容器的電壓)的幅度為210V。

通常情況下，在計算調(diào)制深度時，我們通常會忽略濾波器電感兩端的分壓。但是，這實際上是不準確的，尤其是在電感器電流較大的情況下，會導致較大的誤差。在此示例中，電容器電壓波形如下圖所示，頻率為50 Hz，幅度為210V。常規(guī)方法將電容器電壓的幅度除以DC電壓的一半，結(jié)果為0.6。

= 61.23 V時，電感電壓的頻譜分析如下圖所示。這基本上與我們的計算方法相對應(yīng)。可以看出，電感器電壓隨電感器電流的增加而增加，這可能導致調(diào)制度必須大于1且控制器已飽和。

對端口電壓進行頻譜分析。如下圖所示，端口電壓的基本幅度為241 V，調(diào)制度為0.68。與僅使用電容器電壓來計算調(diào)制度相比，這種計算方法是最準確的。因此，在計算調(diào)制度時必須考慮感應(yīng)器的分壓。當電感器電流較大時，這種影響可能占主導地位。