——當(dāng)ur>uc時(shí)，使V4通，V3斷，uo=Ud ;

　　——當(dāng)﹤uc時(shí)，使v4斷，v3通，uo=0 。

　　ur負(fù)半周，V1保持?jǐn)啵琕2保持通

　　——當(dāng)ur>uc時(shí)，使V4通，V3斷，uo=0;

　　——當(dāng)ur﹤uc時(shí)，使v4斷，v3通，uo=-ud。

三PWM的分類

　　依據(jù)PWM的等效方式，可以分為變脈寬PWM、等脈寬PWM、變周期PWM、等周期PWM、隨機(jī)PWM、單極性PWM、雙極性PWM、SPWM、SVPWM等等。

　　首先，變脈寬PMW比較容易理解，因?yàn)镻WM作為一種調(diào)制方式，調(diào)制的就是脈沖寬度。問題是，等脈寬也能稱為PWM嗎?

　　能！

　　一般而言，我們說的脈寬，是指一個(gè)調(diào)制周期T內(nèi)的高電平寬度，等脈寬高電平寬度不變，但是低電平寬度是變化的，可以理解為調(diào)制的就是低電平寬度。

等脈寬PWM

　　具體而言，被調(diào)制信號(hào)幅值較小時(shí)，取較寬的低電平寬度，被調(diào)制信號(hào)幅值較大時(shí)，取較窄的低電平;始終能保持調(diào)制周期內(nèi)脈沖面積與被調(diào)制信號(hào)的面積相等。符合PWM的面積相等原則。

　　細(xì)心的同學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)，變脈寬PWM的調(diào)制周期不變，高電平和低電平寬度同時(shí)變化，此消彼長，此長彼消!等脈寬PWM的高電平寬度不變，低電平寬度與調(diào)制周期按照相同的方向在變化;當(dāng)被調(diào)制信號(hào)相等，且PWM幅值相等時(shí)，兩者的占空比相等。

　　依據(jù)上述分析，等脈寬PWM屬于變周期PWM的一種，而等周期PWM一定是變脈寬PWM。

　　隨機(jī)PWM是指PWM的調(diào)制周期是隨機(jī)變化的，當(dāng)然，隨機(jī)是相對(duì)的，有規(guī)律是絕對(duì)的，某些變頻器采用隨機(jī)PWM時(shí)，就是使整數(shù)個(gè)PWM的調(diào)制周期與被調(diào)制的正弦波信號(hào)的周期相等，提高等效波形(基波)的質(zhì)量。

　　由下面兩幅圖可直觀的看出單極性PWM與雙極性PWM的區(qū)別及名稱的來由。

單極性PWM

雙極性PWM

　　SPWM是英文Sinusoidal Pulse Width Modulation的縮寫，意為正弦脈寬調(diào)制。某種角度上講，不能算是PWM的一種分類，因?yàn)橹皇潜砻鞅徽{(diào)制信號(hào)是正弦波，并沒有對(duì)調(diào)制方式進(jìn)行限制。但是，因?yàn)镾PWM應(yīng)用廣泛，大量的學(xué)者針對(duì)調(diào)制效果對(duì)SPWM開展了大量研究，也對(duì)調(diào)制方法提出了若干改良的意見，SPWM是一種實(shí)用技術(shù)，而其復(fù)雜程度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于上述幾種PWM。

　　SVPWM是英文Space Vector Pulse Width Modulation的縮寫，意為空間矢量脈沖寬度調(diào)制，簡(jiǎn)稱空間矢量脈寬調(diào)制，比SPWM更為復(fù)雜。兩者的區(qū)別，請(qǐng)參見文章SVPWM與SPWM的區(qū)別。

四PWM的測(cè)量

　　SPWM稱為疑似正弦波，這里的正弦波是我們的目標(biāo)波形，在PWM中，目標(biāo)波形稱為基波，除了基波之外，還含有豐富的諧波。諧波分布及含量主要取決于頻率調(diào)制比、幅值調(diào)制比及調(diào)制方式。

　　PWM測(cè)量包括基波測(cè)量及諧波測(cè)量，對(duì)于電機(jī)系統(tǒng)而言，決定輸出扭矩及轉(zhuǎn)速的主要是基波，因此，基波的準(zhǔn)確測(cè)量非常重要。

　　諧波對(duì)電機(jī)的絕緣及能效有負(fù)面影響，因此，諧波測(cè)量同樣很重要。

　　GB/T 22670-2008 變頻器供電三相籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)方法對(duì)用于PWM波測(cè)量的儀器的要求進(jìn)行了詳細(xì)的描述。詳情請(qǐng)參見“電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)全攻略——帶寬要求”

　　一般用帶寬較寬的功率分析儀及配套的傳感器測(cè)量變頻器輸出PWM波的基波和諧波。相關(guān)儀器信息請(qǐng)參見“WP4000變頻功率分析儀”、“SP系列變頻功率傳感器”。

　　SPWM和SVPWM的諧波均集中在開關(guān)頻率整數(shù)倍附近。SPWM電壓低次諧波含量少，SVPWM電流低次諧波含量少。下圖為注入三次諧波的SPWM相電壓頻譜。

注入三次諧波的SPWM相電壓頻譜

五PWM的技術(shù)地位

01PWM技術(shù)用于直流斬波電路

　　直流斬波電路是一種把一定形式的直流電壓變換成負(fù)載所需的直流電壓的變流裝置。它通過周期性地快速開通、關(guān)斷，把輸入電壓斬成一系列的脈沖電壓，改變脈沖列的脈沖寬度或頻率可以調(diào)節(jié)輸出電壓的平均值，因此直流斬波器的基本作用是進(jìn)行直流電壓的變換，即調(diào)壓作用。 

　　直流斬波器除了可以調(diào)節(jié)直流電壓外，還可以進(jìn)行調(diào)阻和調(diào)磁。由直流斬波器和一個(gè)固定電阻相并聯(lián)，通過直流斬波器的斬波作用，可以調(diào)節(jié)并聯(lián)等效電阻的阻值，這一過程稱為調(diào)阻。若將直流斬波器串聯(lián)在電機(jī)的勵(lì)磁回路中，通過斬波作用調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，從而調(diào)節(jié)電機(jī)的磁場(chǎng)大小，這一過程稱為調(diào)磁。因此，直流斬波器具有調(diào)壓、調(diào)阻和調(diào)磁的作用。 

　　由于直流斬波器具有調(diào)壓、調(diào)磁等作用，因此它的應(yīng)用領(lǐng)域之一是直流電機(jī)的調(diào)速。直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于電樞電壓及磁場(chǎng)的大小，通過直流斬波器的調(diào)壓作用，可以調(diào)節(jié)電機(jī)的電樞電壓，達(dá)到調(diào)速的目的。另外，通過直流斬波器的調(diào)磁作用，可以調(diào)節(jié)電機(jī)的磁場(chǎng)及勵(lì)磁電流，也可以達(dá)到調(diào)速的目的。直流電機(jī)調(diào)速在地鐵、城市無軌電車、電動(dòng)汽車等運(yùn)輸車輛上得到了廣泛的應(yīng)用。 

　　直流斬波器的另一應(yīng)用領(lǐng)域是直流供電電源。在各種應(yīng)用場(chǎng)合中，不同用電設(shè)備所需要的直流供電電壓的等級(jí)不同，采用直流斬波器可以將單一的、不穩(wěn)定的直流輸入電壓變換成負(fù)載所需要的穩(wěn)定的、不同電壓等級(jí)的直流供電電壓，因?yàn)橹绷鲾夭ㄆ鞴ぷ髟陂_關(guān)狀態(tài)，因此這種類型的直流供電電源也稱為開關(guān)電源。開關(guān)電源在計(jì)算機(jī)、通信等各個(gè)領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。 

　　另外，由于直流斬波器的工作方式是把輸入直流電壓斬波成為高頻脈沖電壓，將此脈沖電壓通過高頻變壓器隔離后再進(jìn)行濾波，可以得到與輸入電壓相互隔離的直流輸出電壓，從而使直流斬波器應(yīng)用在輸入、輸出之間需要隔離的場(chǎng)合中。 

02PWM技術(shù)用于逆變電路

　　PWM控制技術(shù)在逆變電路中的應(yīng)用最具代表性。正是由于在逆變電路中廣泛而成功的應(yīng)用，才奠定了PWM控制技術(shù)在電力電子技術(shù)中的突出地位。PWM控制的逆變電路應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，大部分逆變裝置基本均采用PWM控制。

03PWM技術(shù)用于整流電路

　　PWM控制技術(shù)用于整流電路即構(gòu)成PWM整流電路，可看成逆變電路中的PWM技術(shù)向整流電路的延伸。PWM整流電路在變頻器、電力傳動(dòng)、UPS電源等都獲得了廣泛應(yīng)用，并有良好的應(yīng)用前景。