一、SPWM谐波分析
简化高频焊机逆变模块为图4-6的单相PWM逆变电路。它由一个大小为u0的直流电压源和两个桥臂组成，每个桥臂包括两个MOSFET全控器件，阻抗Z模块为逆变输出负载[26]。逆变控制器的控制算法为双极性SPWM算法，即通过正弦调制波和三角载波的比较输出等高不等宽的正负脉宽序列来触发逆变器的功率开关控制器件。
PWM控制方法可以使输出电压、电流很接近正弦波，但是由于三角载波信号的调制使用，就会产生相应的谐波分量。这些谐波分量的大小和状况对于逆变器本身是很重要的指标，其对整个高频焊机设备的用电质量也产生重要影响。根据电力电子技术的PWM谐波分析方法，可得出单相全桥逆变电路输出交流电压所包含的谐波角频率。
对双极性PWM方式下的单相全桥逆变电路进行仿真。图4-7是单相全桥逆变电路仿真图，图中调制深度m设为0.6，输出基波频率设为50Hz，在PWM模块中将载波频率设为基波频率的15倍，即为750Hz。将仿真时间设为0.06s，在Powergui中设置为离散仿真模式，采样时间为10-5s。
运行后可得仿真结果如图4-8。经LC滤波后的负载交流电压较方波输出处更接近正弦波形。输出方波直流电流除含有直流分量外，还含有两倍基频的交流分量以及与开关频率有关的更高次谐波分量。
对输出的交流电压进行FFT分析，可得频谱如图4-9所示。基波幅值约为260.5V。与通过公式算出的理论值接近。谐波分布符合式(4.7)和式(4.8)的规律，最严重的13次、17次谐波分量幅值达到20和10以上，当载波比为奇数时，不含偶次谐波，由于感性负载的滤波作用，负载上交流电流的THD为10.45%。
