首先，先表達(dá)下對(duì)老壽先生和尤小翠師父的敬意。本文所介紹的spwm系統(tǒng)，是在他倆的系統(tǒng)基礎(chǔ)上改進(jìn)時(shí)序和電平移位系統(tǒng)后改進(jìn)而成的。這個(gè)系統(tǒng)是第一版，還存在一些小缺陷，例如，基準(zhǔn)正弦波的零點(diǎn)還需要手動(dòng)調(diào)整后才能和高頻三角載波對(duì)齊，下一版即將在幾個(gè)月后更新。到時(shí)純硬件系統(tǒng)的調(diào)試將變得很簡單，甚至不再需要示波器！
成品pcb鎮(zhèn)樓
1、基準(zhǔn)正弦震蕩系統(tǒng)和電壓控制增益放大器。
這部分我在老壽先生電路的基礎(chǔ)上，將rc選頻網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)電阻換為同軸電位器，這樣可以做到振蕩頻率的微調(diào)。老壽先生設(shè)計(jì)的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)和電壓控制增益放大器非常完美，關(guān)于這部分大家可以看他的經(jīng)典帖子：重做用sg3525的純硬件spwm驅(qū)動(dòng)板pcb。關(guān)于文氏橋基準(zhǔn)振蕩器的一些問題，我曾經(jīng)非常苦惱，現(xiàn)已解決，相關(guān)經(jīng)驗(yàn)我會(huì)另開一樓分享，這里不再贅述。輸出正弦波形如下，以實(shí)地為參考點(diǎn)
2、虛擬雙電源系統(tǒng)和零點(diǎn)對(duì)齊系統(tǒng)
改進(jìn)來了：在老壽先生原本的ne555spwm系統(tǒng)中，他使用了減法器將基準(zhǔn)正弦波零點(diǎn)電平向下移動(dòng)來和ne555組成的高線性度三角波振蕩器零點(diǎn)對(duì)齊。我原本打算復(fù)制，結(jié)果實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，存在以下兩個(gè)問題：1、需要手動(dòng)調(diào)整加法器輸入的直流偏置信號(hào)大小，如果調(diào)整不好，過零點(diǎn)波形會(huì)很難看。2、加法器這一步引入了較多失真，特別是在過零點(diǎn)的地方。思來想去，決定放棄加法器，而直接調(diào)整虛擬雙電源系統(tǒng)的虛擬地電平，使其等于555組成的三角波振蕩器的低電壓觸發(fā)電平。實(shí)測波形和對(duì)其情況如下（黃色高密度的波形是ne555振蕩器的波形，藍(lán)色為基準(zhǔn)正弦波形）
具體實(shí)現(xiàn)方法如下：重新通過外部比較器定義555定時(shí)器的高低觸發(fā)電平，從而調(diào)整三角波振蕩器的高低電平，定義低閾值電壓的比較器反相輸入端直接與一個(gè)略高于虛擬雙電源系統(tǒng)輸出的虛擬地的電位相接（高50mv左右，這個(gè)值略高于差分輸入比較器的差分輸入失調(diào)電壓）。這樣就可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)振蕩器零點(diǎn)對(duì)齊，因?yàn)樗麄儽旧淼膮⒖剂泓c(diǎn)就是同一個(gè)。（具體電路如下，這個(gè)振蕩器的設(shè)計(jì)思路是小翠師父提供的，在這里表達(dá)敬佩和感謝）
振蕩器輸出波形如下。（本人用的實(shí)驗(yàn)電源不是很好，紋波有些大，圖中的刺就是這樣引入的，慘痛的教訓(xùn)，下一版系統(tǒng)一定會(huì)在供電中加一級(jí)線性穩(wěn)壓）
重新設(shè)計(jì)這個(gè)振蕩器不只是為了方便對(duì)齊零點(diǎn)，還為了方便調(diào)整三角波振蕩器的高電平。來方便調(diào)整spwm調(diào)至比。調(diào)至比是三角波電平最高點(diǎn)與正弦最高點(diǎn)的比值。也對(duì)應(yīng)著最大占空比和h橋直流母線高壓利用率。正弦的幅度不方便進(jìn)行調(diào)節(jié)，因?yàn)樗眠\(yùn)放并不是軌至軌的，調(diào)整增益容易使得波形削頂或削底。調(diào)整三角波振蕩器的電平則容易的多，改變外置比較器的參考電壓即可。
3、在精密整流環(huán)節(jié)中隱藏的時(shí)序系統(tǒng)。
眾所周知，兩種單極性調(diào)制spwm時(shí)序中，左上管和右上管的波形都是半個(gè)基波周期spwm脈沖，半個(gè)基波周期低電平的形式。老壽先生和小翠師父都使用了過零比較器和門電路的辦法，將精密整流后的饅頭波形和三角波比較后的spwm波形和同步方波波形做邏輯運(yùn)算得到。我在學(xué)習(xí)模擬電路時(shí)，看到了半波精密整流電路，發(fā)現(xiàn)時(shí)序其實(shí)暗藏其中。只需將半波精密整流信號(hào)與低電平略高于虛擬地電平的三角波進(jìn)行比較即可得到與他們的電路相同的波形。
產(chǎn)生雙路比較基波的電路如圖所示，包含一個(gè)反相器和兩個(gè)反相半波精密整流電路。
端口說明：buffer 為電壓控制增益放大器的輸出 基波1 對(duì)應(yīng)左上管驅(qū)動(dòng)信號(hào)的基波 基波2對(duì)應(yīng)右上管驅(qū)動(dòng)信號(hào)的基波。
對(duì)于調(diào)制器，我曾經(jīng)想照搬經(jīng)典使用lm393，用了以后發(fā)現(xiàn)它的響應(yīng)速度和延遲真的不敢恭維。我就用了高速雙路比較器——lm319
這款比較器為高速比較器，上升沿下降沿干凈利落，響應(yīng)速度也很不錯(cuò)，芯片報(bào)價(jià)也不高，著實(shí)良心！需要注意的是，需要使用其單電源接法為宜，否則虛擬雙電源系統(tǒng)無法為其提供可靠的工作電流。（具體電路如下）
實(shí)際測得基波1 spwm1 基波2 和原本基準(zhǔn)正弦波形如下
對(duì)應(yīng)的，也產(chǎn)生了雙路spwm波形
4、死區(qū)時(shí)間發(fā)生器和h橋自舉驅(qū)動(dòng)電路
這部分我直接用了一個(gè)ic ir2104 它可以在輸入上管波形后經(jīng)門電路和rc延時(shí)產(chǎn)生互補(bǔ)并引入死區(qū)時(shí)間的下管波形，并集成了自舉驅(qū)動(dòng)。
實(shí)測四路spwmh橋驅(qū)動(dòng)波形如下
實(shí)測四路輸出，成對(duì)的兩路互補(bǔ)并引入了死區(qū)時(shí)間。上臂功率管也成功驅(qū)動(dòng)！
，選頻網(wǎng)絡(luò)自帶幅度衰減。根據(jù)發(fā)生自激震蕩的幅值平衡條件，放大環(huán)節(jié)的增益需大于三振蕩電路才可起振。除選頻網(wǎng)絡(luò)外的其他U2B周邊器件構(gòu)成放大和穩(wěn)輻環(huán)節(jié)。電路增益等于pin6、pin7間的阻抗和pin6與pin1的阻抗之比。在電路起振若干個(gè)rc串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)特征周期后，D1 D2組成的穩(wěn)輻環(huán)節(jié)發(fā)揮作用，其將反饋網(wǎng)絡(luò)中r1間的電壓穩(wěn)定于正負(fù)0.7伏特。
