17_PWM_Bridge

                        桥式直流PWM变流器：

  又称 H 型变流器和四象限直流-直流变流器，桥式直流 PWM 变流器常用作直流电动机的可逆运行。

1.双极式调制：

  四个开关VT1和VT4，VT2和VT3两两成对，同时导通和关闭，互补工作状态；
  而通过控制开关器件的通断占空比，调节输出电压的大小：
     若 VTl和 VT4 的导通时间大于 VT2和 VT3 的导通时间：
        输出电压的平均值为正，
    若VT2和 VT3 的导通时间大于VTl和 VT4 的导通时间：
        则输出电压的平均值为负；
 所以可用于直流电动机的可逆运行。
 

  四个开关器件的驱动一般都采用 PWM 方式，由调制波(三角波或锯齿波)与直流信号比较产生驱动脉冲。

    由于调制波频率较高(通常在数千赫兹以上)，所以变流器输出电流一般连续，用于直流电动机调速时电枢回路不用串联电抗器，但四个开关器件都工作于 PWM 方式开关损耗较大。

2.  单极式调制：

  四个开关器件中VT1和VT2工作于互补状态，但是VT3和VT4则根据电动机的转向采取不同而固定的驱动信号：

    正转时：VT3 恒关断， VT4 恒导通;

    反转时，VT3恒导通， VT4 恒关断。

由于减少了VT3和 VT4 的开关次数，开关损耗减少，这是单极式调制的优点。

3.  受限单极式调制：
  单极式调制基础上，为进一步减小开关损耗和减少桥臂直通的可能性；
    电动机要求正转时：
    只有VTl工作于 PWM 方式， VT4 始终处于导通状态，而VT2和 VT3 都关断;
    电动机反转时：
    只有 VT2工作于 PWM 方式， VT3 始终处于导通状态，而VTl和 VT4 都关断；
  在受限单板式工作模式，当电动机电流较小时会出现电流断续的现象。


模型：

1.  开关器件VTl- VT4 为四个 MOSFET 作桥式连接，且 VTl和 VT4 的栅极由一路信号驱动；
2.  VT2和 VT3 的栅极由另一路信号驱动，它们成对导通。
3.  栅极驱动信号由驱动电路产生；
4.  驱动电路由锯齿波发生器 Repeating Sequence 、延迟器 Relay 和倒相器 Gain 等模块组成；

5.  锯齿波与常数模块 Contant 给出的电压相比较，当锯齿波信号大于比较电压信号时，延迟模块 Relay 的输出为"1" ，触发 VT1和 VT4 导通；

6.  同时锯齿波与比较电压的差值信号在倒相后使延迟模块 Relay1 的输出为 "0" ，使 VT2和 VT3 关断;
7.  如果锯齿波信号小于比较电压信号，则 VT1和 VT4 关断，VT2和VT3 导通，从而实现对直流电源电压的调制，并且 VT1、 VT4 和 VT2、 VT3的工作状态是互补的。
8.  模型中取锯齿波幅值为- 1 ~ 1 ，因此在比较电压信号为 0 ~ 1 时，变流器输出电压的正半周大于负半周，负载侧平均电压为正;
9.  在比较电压信号为 0 ~ - 1 时，变流器输出电压的负半周大于正半周，负载侧平均电压为负。

参数设置：
    锯齿调制波频率：            5KHz；
    直流载波：                       0.6V
    滞环比较器Relay：          On：0.1mV，Off：-0.1mV;
    直流电压：                       ±200V；
    负载：                              R = 2，L = 0.1mH，E = 50V；


4.    结果分析：
   
①比较不同频率下的波形有：
    输出电压由间断变为连续，电流变得平直；

②由分析可知，对于平均值：
    当调制频率变快时，输出的平均值变大；

③且由波形可知：
    当频率变高时，可以有效抑制谐波！！

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