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用参考电压信号的幅值Ur，与三角形载波信号的幅值Uc的比值，即调制度m = Ur/Uc，来控制输出电压变化。当调制度由0~1变化时，脉宽由0~π/p变化，输出电压由0~ E变化。如果每个脉冲宽度为θ，则输出电压的傅里叶级数展开式为:
（2-2)
系数An和Bn由每个脉宽为θ，起始角为α的正脉冲来决定和对应的负脉冲起始角π+α来决定。
如果第j个脉冲的起始角为αj则有
(2-3a)
(2-3b)
由式(2-3a)、式(2-3b)可计算输出电压的傅里叶级数的系数
(2-4a)
(2-4b)
单极性正选脉宽调制SPWM原理波形
(2)双极性正弦脉宽调制
双极性正弦脉宽调制原理波形如图2-7所示。输出电压u0(t)波形在0~2π区间关于中心对称、在0~π区间关于轴对称，其傅里叶级数展开式为 式（2-5）中
输出电压u0（t）可看成是幅值为E，频率为fo的方波与幅值为2E、频率为fc
的负脉冲序列(起点和终点分别为则输出电压为 输出电压基波分量
为
?1,?2,?3,...,?2p?1,?2p的叠加。因此
需要注意的是，从主回路上看，对于双极性调制，由于同一桥臂上的两个开关元件始终轮流交替通断，因此容易引起电源短路，造成环流。为防止环流，就必须增设延时触发环节，设置死区。
3.单片机电源与程序下载模块
程序下载模块 电源模块
MAX232芯片是美信公司专门为电脑的RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片,使用+5v单电源供电。主要特点有:符合所有的RS-232C技术标准、只需要单一 +5V电源供电 ；片载电荷泵具有升压、电压极性反转能力，能够产生+10V和-10V电压V+、V- ；功耗低，典型供电电流5mA ；内部集成2个RS-232C驱动器 ；内部集成两个RS-232C接收器。
用78/79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。该系列集成稳压IC型号中的78或79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压，如7806表示输出电压为正6V，7909表示输出电压为负9V。
4. 正弦脉宽调制的调制算法
三角波变化一个周期，它与正弦波有两个交点，控制逆变器中开关元件导
通和关断各一次。要准确的生成SPWM波形，就要精确的计算出这两个点的时间。开关元件导通时间是脉冲宽度，关断时间是脉冲间隙。正弦波的频率和幅值不同时，这些时间也不同，但对计算机来说，时间由软件实现，时间的控制由定时器完成，是很方便的，关键在于调制算法。调制算法主要有自然采样法、规则采样法、等面积法等。
1.自然采样法
按照SPWM控制的基本原理，在正弦波与三角波的交点进行脉冲宽度和间隙的采样，去生成SPWM波形，成为自然采样法。如图2-8所示
图2-8 自然采样法原理图
2.规则采样法
为使采样法的效果既接近自然采样法，没有过多的复杂运算，又提出了规则
采样法。其出发点是设法使SPWM波形的每个脉冲都与三角波中心线对称。这样，图2-9中的
法。计算就大大简化了。 图2-9 规则采样法原理图
3.双极性正弦波等面积法
正弦波等面积算法的基本原理为:将一个正弦波等分成H，个区段，区段数
Ht一定是6的整数倍，因为三相正弦波，各项相位互差120?，要从一相正弦波方便地得到其他两相，必须把一个周期分成6的整数倍。由图2-10可见，
Ht越大，
输出波形越接近正弦波。在每一个区段，等分成若干个等宽脉冲(N)，使这N个等宽脉冲面积等于这一区段正弦波面积。采用这种方法既可以提高开关频率，改善波形，又可以减少计算新脉冲的数量，节省计算机计算时间。如图2-10所示其正弦波面积为
图为SPWM面积等效法原理示意图
假设所需的输出正弦电压为U0=Umsinωt，式中：Um为正弦波幅值。利用面积等效法正弦波小块面积S1与对应脉冲面积S2相等的原则，将正弦波的正半周分为N等分，则每一等分的宽度为兀／N，计算出半个周期内N个不同的脉宽值。相关公式如下：
正弦波S1面积为：
逆变器输入直流电压为UD，脉冲面积S2与S1相等，即有： 所以第k个区间的脉冲宽度δk
式中：M为调制度。N为半个周期内的脉冲个数。综合考虑载波比、输出谐波等因素，在此N取60。由上式计算出的SPWM脉宽表是一个由窄到宽、再由宽到窄的60个值的正弦表，将其存入STC单片机的ROM中以供调用。
5.基于STC系列单片机的SPWM波形实现
由单片机实现SPWM控制，根据其软件化方法的不同，有如下几种方法：自然采样法、对称规则法、不对称规则法和面积等效法等。理论分析发现面积等效法相对于其它方法而言，谐波较小，对谐波的抑制能力较强。而且实时控制简单，利于软件实现。因此本文采用面积等效法实现SPWM控制。 STC系列单片机生成SPWM波原理 5.1.STC系列单片机简介
STCl2系列单片机是美国STC公司在8051单片机标准的内核基础上改进推出的一个增强型功能的8051的单片机，从引脚到指令上完全与8051单片机兼容。最突出的特点就是其具有可编程计数器阵列PCA。以STCl2C5608AD为例，有四路可编程计数器阵列PCA／PWM。PCA含有一个特殊的16位定时器，有4个16位的捕获／比较模块与之相连。四个模块的公共时间基准由PCA定时器决定，可以通过PCA模式寄存器CMOD SFR的CPSl和CPS0位确定。每个模块可编程工作在4种模式下：上升／下降沿捕获、软件定时器、高速输出或PWM脉冲输出。文
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