电机磁场导向控制FOC（二）正弦脉冲宽度调制SPWM

上篇文章，我们已经可以根据想要的转矩()和角度()，计算出三相电。当转矩固定，电机转角连续变化时，三相电呈现的是正弦波。

问题来了，单片机一般只能输出高电平和低电平，如何让单片机输出电压连续变化的正弦波？

事实上，我们输出的是以三角波为载波，正弦波为基波的调制信号，用它来代替正弦波。这种方法被称为正弦脉冲宽度调制SPWM。

简单来讲，正弦波电压越高，方波高电平维持时间越长。

这种调制信号经过低通滤波后，就是正弦波。而电机的绕组是电感，天然的低通滤波器。所以正弦脉冲宽度调制可以直接代替正弦波。

当然，单片机输出的电压太低，不能直接控制电机，我们还需要一个电压放大电路。

如图所示，单片机控制6个场效应管的开关，场效应管接的是高电压，这样就达到了电压放大的目的。

经典的6步换向法，指的是每次只开2个场效应管，按照特定的6种开关顺序轮流开关，刚好能使电机旋转一周，这也是电调和步进电机的原理。

磁场导向控制每次是开3个场效应管，下面是我用逻辑分析仪记录到的三相控制信号：

可以看到，三相的开关会同时开，只是每一相开启的时长不一样。因为绕组的续流作用，通电后电流不会立刻达到峰值，而是线性增加。所以通电时间越长，相电流越大，这样我们就同时控制了三相电的大小。