【インバーター】バイポーラSPWM制御単相インバーターの動作をLTspiceで確認する

みなさま、お疲れ様です。単相インバーターの記事、3回目です。

1回目で動作原理を解説しましたが、本日はLTspiceでほんとにそう動くの？を確認してみます。

説明だけ聞いてもインバーターの動きが良く分からない。動作波形を見たい。

と悩みを持たれている方の参考になれば幸いです。

ちなみに今回はフィードバック制御は行わず、オープンループで動作させます。

シミュレーション回路図の説明

早速ですが、作成した回路図は以下の通りです↓。

200Vの直流電圧から100Vの交流電圧(60Hz)を出力する回路です。

制御ブロックはcontrailleライブラリを使用しています。contrailleライブラリの導入方法はこちらの記事で解説しておりますので、良かったら読んでみて下さい。

変調率は以下の箇所で設定しています↓。

変調率で出力交流電圧が決まります。

$$\small{
m=\frac{V_{ac}}{V_{dc}}
}$$

100Vacのピーク電圧は√2倍して、141Vです。直流電圧が200Vなので、m=141/200としています。

これに正弦波を掛け算することで変調波にしております。

続いて、その変調波と搬送波(三角波)を比較器に入力して矩形波を作ります。

fが周波数、uがsinのピーク値、phiが位相のずれですね。usin(θ+phi)のイメージですね。

最後にゲート電圧に変換します↓。

Gate1,4とGate2,3は反転するためにNOTゲートを通しています。

その後にデッドタイム(500nsec)を設定しています。

その後でゲート電圧を10Vにすべく、10倍にして、ゲート-ソース間電圧にするために足し算をしています。(例えばGate1のゲート-ソース間電圧はGate1-REGAなので、REGAの電圧を足してやってます。)

シミュレーション結果が以下の通りです。ちゃんと変調波と同じように出力電圧が100Vacで動作しております。

拡大波形が以下の通りです↓。

出力交流電圧のピーク付近を拡大しました。

1回目で解説した通りの以下の波形通り動いていることが分かります。

はい、問題なく動いてます。

以上で本記事は終わります。

誰かの参考になれば幸いです。最後までお読みいただきありがとうございました！！！