PWM 发生器（2电平）

为PWM控制的2电平变换器生成脉冲

库

Simscape / Electrical / Specialized Power Systems / Power Electronics / Power Electronics Control

描述

PWM 发生器（2电平） 模块为采用两电平拓扑的基于载波的脉宽调制（PWM）变换器生成脉冲。该模块可以控制三种不同类型变换器的开关器件（FET、GTO或IGBT）：单相半桥（1个桥臂）、单相全桥（2个桥臂）或三相桥式（3个桥臂）。

参考信号（Uref输入），也称为调制信号，与一个对称三角载波进行比较。当参考信号大于载波时，上开关器件的脉冲为高电平（1），下开关器件的脉冲为低电平（0）。

要控制单相全桥器件，您可以选择单极性或双极性PWM调制。使用单极性调制时，每个桥臂独立控制。第二个参考信号通过在内部将原始参考信号相移180度来生成。使用双极性调制时，第二桥臂下开关器件的状态与第一桥臂上开关器件的状态相同，第二桥臂上开关器件的状态与第一桥臂下开关器件的状态相同。单极性调制能产生质量更好的交流波形，但双极性调制能产生变化非常小的共模电压。

该图描述了参考信号Uref的三种采样技术。自然采样技术模拟了PWM发生器模拟实现的行为。使用两种规则采样技术时，Uref可以在载波的谷值和峰值处采样两次，或者仅在载波的谷值处采样一次。前者称为非对称采样或双边沿技术。后者称为对称采样或单边沿技术。

参考信号采样技术

参数

发生器类型

指定要生成的脉冲数。模块生成的脉冲数与要触发的桥臂数成正比。

选择单相半桥（2个脉冲） 来触发单相半桥变换器的自换相器件。脉冲1触发上管，脉冲2触发下管。

选择单相全桥（4个脉冲） 来触发单相全桥变换器的自换相器件。随后生成四个脉冲。脉冲1和3触发第一和第二桥臂的上管。脉冲2和4触发下管。

选择单相全桥 - 双极性调制（4个脉冲） 来触发单相全桥变换器的自换相器件。随后生成四个脉冲。脉冲1和3触发第一和第二桥臂的上管。脉冲2和4触发下管。脉冲1和4相同。脉冲2和3相同。

选择三相桥式（6个脉冲）（默认）来触发三相桥式变换器的自换相器件。脉冲1、3和5触发第一、第二和第三桥臂的上管。脉冲2、4和6触发下管。

载波：工作模式

当设置为非同步（默认）时，非同步载波信号的频率由频率参数决定。

当设置为同步时，载波信号与外部参考信号（输入wt）同步，载波频率由开关比参数决定。

载波：频率（Hz）

指定三角载波信号的频率，单位为赫兹。默认值为2760*。仅当工作模式参数设置为非同步时，此参数可用。

载波：初始相位（度）

指定载波初始相位，单位为度。默认值为90。90度的值意味着三角载波的初始位置设置为其最小值和最大值之间的中点，并且斜率为正。

仅当工作模式参数设置为非同步时，此参数可用。

载波：最小值和最大值

指定三角载波信号的最小值（谷值）和最大值（峰值）。默认值为*[ -1 1 ]*。

开关比（载波频率/输出频率）

指定三角载波信号的频率（F_c）。

$$F_c=SwitchingRatio\times OutputVoltageFrequency$$

默认值为27。仅当工作模式参数设置为同步时，此参数可用。

参考信号：采样技术

指定参考信号的采样方式：自然（默认）、非对称规则（双边沿） 或对称规则（单边沿）。

如果选择规则采样技术，则采样时间参数必须是采样周期的整数约数。对于非对称采样，采样周期等于1/载波频率/2；对于对称采样，采样周期等于1/载波频率。

参考信号：内部生成参考信号

选中时，参考信号由模块内部生成。默认未选中。

未选中时，使用外部参考信号生成脉冲。

仅当工作模式参数设置为非同步时，此参数可用。

参考信号：调制比

指定调制比以控制变换器输出电压基波分量的幅值。调制比必须大于0且小于或等于1。默认值为0.8。仅当选中内部生成参考信号参数时，此参数可用。

参考信号：频率（Hz）

指定用于控制变换器输出电压基波分量频率的输出电压频率。默认值为60。仅当选中内部生成调制信号参数时，此参数可用。

参考信号：相位（度）

指定此参数以控制变换器输出电压基波分量的相位。默认值为0。仅当选中内部生成调制信号参数时，此参数可用。

采样时间

指定模块的采样时间，单位为秒。设置为0以实现连续模块。默认值为0。如果选择规则采样技术，则采样时间参数必须是采样周期的整数约数。对于非对称采样，采样周期等于1/载波频率/2；对于对称采样，采样周期等于1/载波频率。

显示测量端口

选中此复选框可为模块添加一个Simulink®输出端口。该输出返回用于确定输出脉冲的载波信号以及采样后的参考信号。默认未选中。

输入和输出

Uref

用于生成输出脉冲的向量化参考信号。仅当未选中内部生成调制信号时，此输入可见。当模块用于控制单相半桥或全桥变换器时，将此输入连接到单相正弦信号；当PWM发生器模块控制三相桥式变换器时，将其连接到三相正弦信号。为使该模块线性工作，Uref的幅值必须在−1和+1之间。

wt

用于同步载波的外部参考信号。当载波：工作模式设置为非同步时，此Simulink输入端口不存在。

P

输出包含用于触发单臂、双臂或三臂变换器的自换相器件（MOSFET、GTO或IGBT）的两个、四个或六个脉冲信号。

m

测量输出，返回用于确定输出脉冲的载波信号以及采样后的参考信号。仅当选中显示测量端口时，此端口存在。

特性

特性	描述
采样时间	在采样时间参数中指定 如果采样时间 = 0，则为连续
标量扩展	否
维度化	否

示例

power_PWMGenerator2Level 模型使用一个简单电路来说明PWM发生器（2电平）的操作。运行仿真并使用Powergui模块的FFT分析工具查看三相两电平变换器产生的电压的谐波和THD值。

模型采样时间由Ts变量参数化，其默认值设置为50e-6 s。在命令窗口中将Ts设置为0，并将Powergui模块的仿真类型参数更改为连续，以在连续模式下仿真模型。

power_BipolarPWMGenerator 模型展示了单极性PWM和双极性PWM技术之间的比较。

版本历史记录

-6 s。在命令窗口中将Ts设置为0，并将Powergui模块的仿真类型参数更改为连续，以在连续模式下仿真模型。

power_BipolarPWMGenerator 模型展示了单极性PWM和双极性PWM技术之间的比较。

版本历史记录

R2013a中引入