把直流电转换成正弦波交流电是根据根据面积等效原理，在图1上图中的正弦半波（红线）分成n等份，把正弦半波看成是由n个彼此相连的矩形脉冲组成的波形，为简单清晰，划分为7等份。7个脉冲的幅值按正弦规律变化，每个脉冲面积与相对应的正弦波部分面积相同，这一连续脉冲就等效正弦波。

如果把上述脉冲序列改为相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲（图1下图），脉冲中心位置不变，并且使该矩形脉冲面积和上图对应的矩形脉冲相同，得到图1下图所示的脉冲序列，脉冲宽度按正弦波规律变化，这就是PWM波形。根据面积等效原理，PWM波形和正弦半波是等效的，图中红线就是该序列波形的平均值。

对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM 波形。这种脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形，也称SPWM波形。要改变等效输出的正弦波的幅值时，只需按照同一比例系数改变上述各脉冲的宽度即可。

过去采用模拟电路产生调制信号，精密而高速的电压比较器对ur和uc进行比较，当两电压相同时及时控制开关晶体管进行通断切换，但模拟电路结构复杂，也难以实现精确的控制。

采用微处理器直接计算出控制点称为计算法，但计算法较繁琐，计算量大，较少使用。

现在已有专用的集成电路用来产生SPWM调制信号，微处理器仅对其发出输出频率、电压等参数就可产生高精度控制信号，输出完好的正弦波，微处理器就有很多时间对整个逆变器进行检测、保护等控制。这种方式电路简单、效果好、可靠性高，是目前广泛使用的控制方法，有关内容请另找专业书籍或资料。

下面是SPWM逆变器开关管通断切换与波形动画，动画左面是开关管通断切换动画，右面上部分是调制信号动画，右面下部分是输出电压波形动画。

以上介绍的是单相的逆变过程，使用最多的是三相逆变器，三相逆变电路则需三套SPWM调制电路，同步进行控制。图4是三相逆变器的主电路图，开关管T1至T6组成桥式逆变电路，通过三相SPWM调制控制，输出三相交流电，RA、RB、RC是三相负荷，按星形接法，中性线接点为N。电阻R1与R2大小相同、电容C1与C2大小相同，它们在直流输入侧建立中性点N，该点电位为Ud/2，两个N点都是中性点，当三相负荷RA、RB、RC相同时，两个N点电位相同，两个N点可以连接。实际应用中多数不连接N点，输入端R1、R2、 C1、C2只需一个滤波电容即可。

有关SPWM调制三相逆变电路较复杂，具体内容请另找专业书籍或资料。

对于三相SPWM逆变器的直流电压利用率是输出的正弦波线电压（峰值）与输入的直流电压之比，理论值最大为0.866，实际上由于种种原因，直流电压利用率要小于0.866。对于输出线电压（有效值）为380V三相交流电的逆变电路输入直流电压要高于620V。

从理论上讲，三角波（载波）频率越高，输出波形越接近正弦波。实际上，开关管的通断变化虽然很快，但仍需要一定的时间，在这个时间段里，开关管要承受高电压，大电流的冲击，功耗很大，高频率切换不但加大损耗降低电源效率，还可能使管子发热烧毁。一般逆变器的载波频率约几千赫兹，小功率的频率高些，大功率逆变器的频率低些。

SPWM波形由方波组成，含有较多谐波成分，必须采用输出滤波器使输出波形正弦化。图5是滤波器常用的4种类型，要根据用户电路的特性选用，最常用的还是（b）图所示的LC滤波器。要选择合适的L值与C值，如果设计不当，反过来会降低系统的动态性能，甚至使系统不稳定。

图7--两台小型光伏逆变器