基于DSP的SPWM直接面积等效算法分析

　　开始的SPWM生成技术是采用模拟电路构成三角波和正弦波发生电路，用比较器来确定他们的交点。这种方法电路复杂，精度较差，早已淘汰。后来人们采用单片机和微机生成SPWM波，但受硬件计算速度和算法计算量的影响，往往无法兼顾计算的精度和速度。再后来随着具有强大运算能力的DSP和一些新算法的出现，这一问题得到了较好地解决。

　　1 算法的原理

　　一般SPWM波形的产生有以下几种方法：自然采样法、规则采样法、低次谐波消去法直接面积等效法等。其中自然采样法的精度很高，但他求解导通关断点需要解一个超越方程，计算量很大，一般不被采用。低次谐波消去法计算复杂，只能用查表法，而且这种方法的波形频率和幅值是不可以连续变化的。因此将主要分析规则采样法，直接面积等效法这两种方法的原理。

　　规则采样法是从自然采样法演变而来的，他由经过采样的正弦波(实际上是阶梯波)与三角波相交，由交点得出脉冲宽度。这种方法只在三角波的顶点或底点位置对正弦波采样而形成阶梯波。其原理如图1(a)所示。

　　其中：

　　Tz: 三角载波周期

　　M: 调制深度(正弦波与三角波幅值比)

　　t：某采样时刻?

　　直接面积等效法的基本原理如图1(b)所示。

　　在图中的正弦半波波形中取一小区间[t，t+Δt]，其面积为S1，则与其面积相等的矩形脉冲面积为S2，宽度为δi。设正弦波幅值为Usin，调制度为M，矩形脉冲幅值为Us。有

　　式中k代表第k次采样，N代表半周期内对正弦波的采样点。则IGBT的开关时间可如下计算：