在UPS等電力電子設備中，控制方法是核心技術。早期的控制方法使得輸出為矩形波，諧波含量較高，濾波困難。SPWM技術較好地克服了這些缺點。目前SPWM的產生方法很多，匯總如下。
1)利用分立元件，采用模擬、數字混和電路生成SPWM波。此方法電路復雜，實現困難且不易改進；
2)由SPWM專用芯片SA828系列與微處理器直接連接生成SPWM波，SA828是由規則采樣法產生SPWM波的，相對諧波較大且無法實現閉環控制；
3)利用CPLD(復雜可編程邏輯器件)設計，實現數字式SPWM發生器；
4)基于單片機實現SPWM，此方法控制電路簡單可靠，利用軟件產生SPWM波，減輕了對硬件的要求，且成本低，受外界干擾小。
??? 而當今單片機的應用已經從單純依賴于51系列單片機向其它多種單片機發展，尤其以嵌入式PIC單片機的發展應用更為廣泛。PIC單片機含具有PWM功能的外圍功能模塊(CCP)，利用此模塊更容易通過軟件實現SPWM，且具有更快的執行速度。本文采用軟硬件結合設計的方法，利用面積等效法，并且基于PIC單片機實現對試驗逆變系統的SPWM控制。
1 面積等效的SPWM控制算法
??? 目前生成SPWM波的控制算法主要有4種。
1)自然采樣法；
2)對稱規則采樣法；
3)不對稱規則采樣法；
4)面積等效法。
??? 理論分析后知自然采樣法和面積等效法相對于規則采樣法諧波較小，對諧波的抑制能力較強。又因為PIC單片機片內無較大空間實現在線運算，所以自然采樣法不利于軟件實現。本文的試驗系統采用面積等效法實現SPWM控制，其原理如圖1所示。

圖1 SPWM面積等效算法
??? 利用正弦波小塊面積S1與脈沖面積S2相等原則，將正弦波的正半周分為N等分，則每一等分的寬度為π/N弧度，利用面積等效法計算出半個周期內N個不同的脈寬值，將產生的脈寬數列以列表形式存于PIC單片機的ROM中，以供程序調用。
脈寬產生的基本公式為

式中M為調制度；
N為載波比，即半個周期內的脈沖個數，實驗中N取64；
k取值為0—63。
??? 由式(1)計算出的實際脈寬轉換成計時步階后生成64個值的正弦表存入PIC的ROM中以供調用。產生的SPWM脈寬表是一個由窄到寬，再由寬到窄的64個值的表。
2 軟硬件結合試驗系統
??? 以PIC單片機內部的兩個外圍功能模塊(CCP)為基礎，利用該模塊具有的PWM功能，軟件控制兩路SPWM波形的輸出。再將這兩路SPWM波利用互補導通原則變換成4路，經隔離放大后驅動IGBT逆變器，實現對輸出的控制。
2.1 硬件設計
??? 試驗硬件系統如圖2所示。選擇PIC單片機的中檔系列。該系列單片機的主要特點有：
1)具有高性能的RISC CPU；
2)除程序分支指令為兩個周期外，其余均為單周期指令，且僅有35條單字指令；
3)8K×14個FLASH程序存儲器，368×8個數據存儲器(RAM)字節；
4)中斷能力強，達到14個中斷源；
5)外圍功能模塊豐富，含2個16位寄存器的CCP模塊，具有PWM功能；
6)含3個定時器，其中與PWM功能相關的定時器2(即TMR2)帶有8位周期寄存器，且帶有8位預分頻器和后分頻器。