逆变器从零开始系列 ( II )：单极、双极、单极频率倍增器 SPWM
[ 序 言 ]
接上文我们了解了逆变器的工作原理，下面来细化的介绍一下几种不同的SPWM调制方式，后文再使用Matlab做仿真，仿真中没有SPWM模块可以直接使用，我们可以使用三角波作为载波和50Hz频率的正弦波进行比较生成SPWM输入到H桥电路中，好了，正文开始。
[ 仿 真 中 SPWM 的 生 成 ]
仿真中我们使用载波频率为20KHz，正弦波的频率就用我们国内市电的频率50Hz，比较两个波形的交点进而生成SPWM，仿真结果如下：
放大了来看是这样的：
下面的方波就是SPWM了。
[ SPWM 的 分 类 ]
上面的仿真已经验证了SPWM的仿真可行性了，但是SPWM还分为三种不同的方式，单极性SPWM，双极性SPWM和单极性倍频SPWM。
那我们上面仿真使用的是哪种呢？这三种方式又有什么区别呢？下面我们来逐一探讨下。
[ 双 极 性 SPWM ]
上文我们说到了H桥电路，我们再来看下双极性SPWM下对应的四个管子分别是什么状态。
双极性的SPWM通俗的来说就G1和G2的PWM互补，且G1和G3互补，即G1和G4的驱动信号相同，G2和G3的驱动信号相同且是和G1G4相反的，我们使用MCU控制的时候可以把G1和G4连在一起接到PWM上，G2和G3连在一起接到其互补通道上。
此时负载R的电压变化是直接从+Udc变换到-Udc，变化幅度很大。而我们在布线的时候难免会有分布电容的存在，此时Δdu/Δdt就会有电流产生作用在管子上，容易导致管子损坏。
优点：
1、代码简单
2、控制逻辑清晰明了
缺点：
1、管子一直在载波频率下开关，开关损耗大，发热严重，寿命短
2、效率低
3、谐波含量高
[ 单 极 性 SPWM ]
调制波的正半周期： G3关断，G4导通，此时给G1和G2输入互补的SPWM，输出0~+Udc 调制波的负半周期：
G1关断，G2导通，此时给G3和G4输入互补的SPWM，输出-Udc~0
因此在整个调制波的周期内总有一对管子是不做高频切换的，以调制波的频率切换的，所以开关损耗降低了，进而MOS的发热也会降低。
优点：
1、开关管的开关频率降低了，开关损耗也会降低
2、相比于双极性SPWM，H桥的输出电压变化范围缩小一半
[ 单 极 性 倍 频 SPWM ]
单极性倍频和双极性有点类似，载波是一样的，只不过还加入了一个相位相差180度的调制波形和载波相比，把输出的结果同步作用到H桥上。
小编起初在看到单极性倍频时没弄明白倍频在哪？是怎么作用在开关管上的，奈何我所看到的文章、视频最多是画了如下图所示的图示，压根没说倍频在哪，和双极性有什么区别，当时就好想有个大佬的大腿可以抱一下迅速跟我说一下，我就能快速的吸收这个知识点，现在我就来讲清楚这些疑问。（创作真的不易，每个图都是小编手画的）
怎么理解倍频？倍频在什么地方？有两种方式理解：
1、从调制波的波形来看，单极性的调制方式完成正负半轴的周期是2p，而单极性倍频是p，周期缩短一半，频率增加一倍。
2、从H桥输出的波形来看，当载波和相位为0和180°的正弦波比较时，会分别产生上图示波形，两个波形分别作用到H桥的两个桥臂上时，H桥的输出的波形就是两个波形的差，即图1的波形减去图2的波形等于图3的波形，从输出的波形上来看，在同一个周期内，开关次数是桥臂PWM的2倍，因此倍频在这里，当桥臂输入10KHz的SPWM时，H桥就能输出20KHz的频率。再看下面这张图就更明了了。
优点：
1、在相同的载波频率下能输出更高的频率，使得后级的LC电路中的电感可以更小，因此体积也会更小，成本更低。
2、输出的高频谐波含量也会更少
[ 结 语 ]
本篇文章主要介绍了三种SPWM的分类及其输出的波形和优缺点，下面我在仿真中实现这三种波形，并观测其THD。