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1、梯形波调制技术小结传统型梯形波调制技术不用正弦波，而采用梯形波作为调制信号，可以有效地提高直流电压利用率。 因为当梯形波幅值和三角波幅值相等时，梯形波所含的基波分量幅值已超过了三 角波幅值，但又没有出现过调制现象（这点与三次谐波注入式PWM调制方法提 高直流电压利用率的原理相似）。传统型的梯形波调制方法仍然采用双极性PWM调制方式，决定功率开关器 件通断的方法和用正弦波作为调制信号波时完全相同。这里对梯形波的形状用三角化率c二气/U00来描述，其中U,为以横轴为底 时梯形波的高，U0为以横轴为底边把梯形两腰延长后相交所形成的三角形的高。 c =0时梯形波变为矩形波，c = 1时梯形波变为三角波
2、。由于梯形波中含有低次 谐波，调制后的PWM波仍含有同样的低次谐波。设由这些低次谐波产生的波形 畸变率为5，则三角化率c不同时，8和直流电压利用率U 1 /Ud也不同。大致 来说，当c从0变到1时，5和U1 /Ud都在逐渐减小，即高直流电压利用率与 低谐波畸变率不可兼得。当c= 0.4时，其综合效果较好。梯形波调制与三次谐波注入式PWM的目的是相同的，都是为了提高直流电 压利用率。与THI-PWM不同的是，通过改变c值，可以使得梯形波调制的直流 电压利用率较THI-PWM更高，最多可接近1.1（只要梯形波足够扁）。而THI-PWM 方法由于在注入三次谐波后波形固定，因此直流电压利用率理论值仅为
3、1。但是， 用梯形波调制时，输出波形中含有3、5、7次等低次谐波。除3次谐波可以在线 电压中相互抵消外，5、7次低次谐波无法消除，这是梯形波调制最大的缺点。 在实际应用中，可以根据直流电压利用率与谐波含量侧重点的不同灵活调整梯形 波的形状。与THI-PWM方式类似，传统型的梯形波调制与载波相移技术的结合比较容 易实现，在级联H桥上只要把调制波换成梯形波，载波相互错开一定的相位即 可完成该调制方式的多重化，演变成CPS-TPWM技术，从而使调制效果得以显 著提升。改进型梯形波调制技术为了克服传统型梯形波调制输出波形谐波畸变率大的缺点，国内外一些学者 提出了一些改进型的梯形波调制技术。这些改进型的
4、调制方法在本质上仍然采用 多重化的思想，其基本原理大同小异，采用单极性调制，将一个三角波载波信号 与多个具有相同幅值、相同频率的梯形调制波进行比较，如图1所示。与传统型梯形波调制中的三角化率c类似，这里引入边坡角a来描述梯形波的波形，如图2所示。梯形调制波由斜边和水平边2条线段组成，而梯形波的形状 仅取决于其边坡角a的大小，a的大小不同，梯形波的形状也随之改变，对于a 在090。内变化的梯形波，可以运用傅里叶分析计算其谐波幅值。略去推导过程， 第次谐波的幅值a大小为:(1)A 4 sin( na)由式(1)可以看出，谐波的幅值仅与&坡2角a有关，赋予不同的值，便可画出 基波及各次谐波幅值随a角变化的情况。当趋近于0。时其谐波含量最大，趋近于 90。时其谐波含量最小，然而趋近于90。时其输出的基波幅值也会相应减小。综合 考虑，一般取a =36 时这种方法在直流电压利用率和谐波含量上都能取得较好的 效果。图1改进型梯形波调制原理图2梯形波边坡角a的含义由于这种改进型的梯形波调制方法在本质上还是属于多电平调制方法的一 种，因此仍然需要在级联H桥拓扑上实现。与前面提到的CPS-TPWM方法类似， 由于加入了多重化思想，输出为多电平波形，调制效果较普通的TPWM方法大 为提升。但与前面提到的载波相移梯形波调制方法不同的是，该方法的载波唯一， 通过改变每个H桥单元中的调制波来实现多重化。
