在UPS等电力电子设备中,控制方法是其核心技术。早期的控制方法使得输出为矩形波,谐波含量较高,滤波困难,采用SPWM技术则较好地克服了这些缺点。目前SPWM的产生方法很多,主要有以下几种。

　　(1)利用分立元件,采用模拟、数字混合电路生成SPWM波。此方法电路复杂,实现困难且不易改进,早期的UPS逆变器都采用这种方法;

　　(2)由SPWM专用芯片SA828系列与微处理器直接连接生成SPWM波。SA828是由规则采样法产生SPWM波的，相对谐波较大且无法实现闭环控制;

　　(3)利用CPLD(复杂可编程逻辑器件)设计,实现数字式SPWM发生器;

　　(4)基于单片机实现SPWM。利用软件产生SPWM波,减轻了对硬件的要求,且成本低,但实时性受到限制;

　　(5)基于DSP实现SPWM。其运算速度较快，可以对逆变器实施复杂的控制策略，响应时间好，解决了单片机的不足，是目前最为流行的设计首选之一。

　　1 基于PIC单片机的SPWM控制逆变器实例

　　当今单片机的应用已经从单纯依赖51系列单片机转向其它多种单片机发展,尤其以嵌入式PIC单片机的发展应用更为广泛。PIC单片机含有PWM功能的外围功能模块(CCP),利用此模块更容易通过软件实现SPWM,且具有较快的执行速度。本文采用软硬件结合设计的方法,利用面积等效法,并且基于PIC单片机实现对逆变系统的SPWM控制。

　　1.1 面积等效的SPWM控制算法

　　目前生成SPWM波的控制算法主要有4种:

　　(1)自然采样法;

　　(2)对称规则采样法;

　　(3)不对称规则采样法;

　　(4)面积等效法。

　　理论分析后，可知自然采样法和面积等效法相对于规则采样法谐波较小,对谐波的抑制能力较强。又因为PIC单片机片内无较大空间实现在线运算,所以自然采样法不利于软件实现。本系统采用面积等效法实现SPWM控制,其原理如图1所示。