PWM 发生器（插值）

采用插值技术的基于载波的单极性 PWM 生成

自 R2019b 起

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

描述

PWM 发生器（插值）模块通过使用基于载波、带插值的单极性 PWM 方法，为 PWM 控制的电力电子变换器生成脉冲。

该模块可以控制两象限变换器、单相全桥、两电平三相桥或三电平三相桥中的开关器件。Vref 端口处的参考信号（也称为调制信号）与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)。该发生器使用这种单极性调制技术独立控制每个桥臂。第二个参考信号是通过将原始参考信号相移 180 度在内部生成的。

插值方法考虑了发生在发生器两个采样时间之间的开关事件，并计算时间延迟以捕获不同开关时刻的状态演变。当启用 powergui 模块的 Use time stamped gate signals 选项时，该模块会计算发送到电力电子门极输入端的脉冲延迟。

此图显示了输出端口 P 的脉冲 1、输出端口 DelayOn 的延迟 1 和输出端口 DelayOff 的延迟 1。

每当脉冲信号进入导通状态时，DelayOn 会输出一个值，该值对应于计算步长与脉冲进入导通状态时刻之间的精确时间延迟。在图中，脉冲 1 信号在 0.09128 秒时进入导通状态（由蓝色箭头指示）。在同一时刻，脉冲 1 的 DelayOn 输出为 1e-5 秒。因此，脉冲 1 进入导通状态的确切时间是 0.09128 – 1e-5 = 0.09127 秒。

类似地，每当脉冲信号进入关断状态时，DelayOff 会输出一个值，该值对应于计算步长与脉冲进入关断状态时刻之间的精确时间延迟。在图中，脉冲 1 在 0.09204 秒时进入关断状态（由红色箭头指示）。此时，DelayOff 输出等于 1.09e-5 秒。因此，脉冲 1 进入关断状态的确切时间是 0.09204 – 1.05e-5 = 0.0920295 秒。

这种带时间戳的插值技术仅适用于以下变换器模块：

• 使用独立开关模块构建的变换器
• 通用桥模块（用于建模半桥、全桥和两电平三相变换器）
• 三电平桥模块

有关采样技术的更多信息，请参阅 PWM Generator (2-Level) 模块参考页。

端口

输入

Vref — 参考电压

三相矢量 | 单相标量

用于生成输出脉冲的参考电压信号，指定为三相矢量或单相标量。将此输入连接到单相正弦信号以控制单相全桥变换器，或连接到三相正弦信号以控制三相桥式变换器。为使该模块线性工作，Vref 处的幅值必须在 -1 到 +1 之间

依赖性

仅当 Generator type 设置为以下值之一时，此端口才可见：

• Full-bridge, single-phase
• Two-level, three-phase
• Three-level, three-phase

数据类型： double

D — 占空比

单相标量

PWM 发生器的占空比。介于 0 和 1 之间的值决定了输出导通时间占脉冲周期的百分比。

依赖性

仅当 Generator type 设置为 Two-quadrant 时，此端口才可见。

数据类型： double

输出

P — 脉冲

矢量

输出脉冲，以矢量形式返回。

数据类型： double

DelayOn — 导通延迟

标量

表示脉冲进入导通状态时刻延迟的输出，以标量形式返回。

数据类型： double

DelayOff — 关断延迟

标量

表示脉冲进入关断状态时刻延迟的输出，以标量形式返回。

数据类型： double

参数

Generator type — PWM 模型

Two-level, three-phase （默认） | Two-quadrant | Full-bridge, single phase | Three-level, three-phase

要控制的发生器类型。模块生成的脉冲数量与要触发的桥臂数量成正比。

• 选择 Two-quadrant 以触发两象限变换器的自换相器件。发生器的占空比由输入 D 指定，它决定了脉冲导通时间占脉冲周期的百分比。生成两个脉冲。
• 选择 Full-bridge, single-phase 以触发单相全桥变换器的自换相器件。生成四个脉冲。脉冲 1 和 3 触发第一和第二桥臂的上部器件。脉冲 2 和 4 触发下部器件。
• 选择 Two-level, three-phase （默认）以触发三相桥式变换器的自换相器件。生成六个脉冲。脉冲 1、3 和 5 触发第一、第二和第三桥臂的上部器件。脉冲 2、4 和 6 触发下部器件。
• 选择 Three-level, three-phase 以触发三电平三相桥的自换相器件。生成十二个脉冲。脉冲 (1, 2)、(5, 6) 和 (9, 10) 触发第一、第二和第三桥臂的上部器件。脉冲 (3, 4)、(7, 8) 和 (11, 12) 触发三个桥臂的下部器件。

Carrier frequency (Hz) — 载波信号频率

2000 （默认）

三角载波信号的频率，单位为 Hz。该值必须大于 0。

Carrier initial phase (deg) — 载波信号初始相位

0 （默认）

载波信号初始相位，单位为度。90 度的值意味着三角载波的初始位置设置在其最小值和最大值之间的中点，并且斜率为正。

Sample time (s) — 模块采样时间

50e-6 （默认）

模块的采样时间，单位为 s。该值必须为正且大于 0。

扩展功能

C/C++ 代码生成

使用 Simulink® Coder™ 生成 C 和 C++ 代码。

版本历史记录

自 R2019b 起

另请参阅

单位为 s。该值必须为正且大于 0。

扩展功能

C/C++ 代码生成

使用 Simulink® Coder™ 生成 C 和 C++ 代码。

版本历史记录

自 R2019b 起

另请参阅

Pulse Generator (Thyristor) | PWM Generator (2-Level) | PWM Generator (3-Level) | PWM Generator (DC-DC) | PWM Generator (Multilevel) | PWM Generator (Pulse Averaging)