第6.1节 增强型脉宽调制器(ePWM)
6正弦波脉宽调制逆变器的MATLAB仿真
6 正弦波脉宽调制逆变器的MATLAB仿真6.1正弦波脉宽调制逆变器的原理和仿真模型6.1.1正弦波脉宽调制逆变器的原理由于期望的逆变器输出是一个正弦电压波形，可以把一个正弦半波分作N 等分。
然后把每一等分的正弦曲线与横轴所包围的面积都用个与此面积相等的等高矩形脉冲来代替，矩形脉冲的中点与正弦波每一等分的中点重合。
这样，由N 个等幅不等宽的矩形脉冲所组成的波形为正弦的半周等效。
同样，正弦波的负半周也可用相同的方法来等效。
这一系列脉冲波形就是所期望的逆变器输出SPWM波形。
由于各脉冲的幅值相等，所以逆变器可由恒定的直流电源供电，也就是说，这种交一直一交变频器中的整流器采用不可控的二极管整流器就可以了(见图6-1，6-2，6-3 )。
逆变器输出脉冲的幅值就是整流器的输出电压。
当逆变器各开关器件都是在理想状态下工作时，驱动相应开关器件的信号也应为与形状相似的一系列脉冲波形，这是很容易推断出来的。
从理论上讲，这一系列脉冲波形的宽度可以严格地用计算方法求得，作为控制逆变器中各开关器件通断的依据。
但较为实用的办法是引用通信技术中的“调制”这一概念，以所期望的波形(在这里是正弦波)作为调制波(ModulationWave )，而受它调制的信号称为载波(Carrier Wave )。
在SPWM中常用等腰三角波作为载波，因为等腰三角波是上下宽度线性对称变化的波形，当它与任何一个光滑的曲线相交时，在交点的时刻控制开关器件的通断，即可得到一组等幅而脉冲宽度正比于该曲线函数值的矩形脉冲，这正是SPWM所需要的结果（6-1）可控整流器调压、六拍逆变器变频（6-2）不控整流、斩波器调压、六拍逆变器变频（6-3）不控整流、PWM逆变器调压调频1.工作原理图6-4是SPWM变频器的主电路，图中VTl-VT6是逆变器的六个功率开关器件(在这里画的是IGBT)，各由一个续流二极管反并联，整个逆变器由恒值直流电压U供电。
图6-5是它的控制电路，一组三相对称的正弦参考电压信号由参考信号发生器提供，其频率决定逆变器输出的基波频率，应在所要求的输出频率范围内可调。
正弦波脉宽调制代码
正弦波脉宽调制代码
脉宽调制（PWM）是一种常用的信号调制技术，用于控制电子设备中的各种功能。
它可以通过改变信号的脉冲宽度来控制输出信号的平均功率。
正弦波脉宽调制（SPWM）是一种特殊的PWM技术，它使用正弦波信号作为调制信号。
SPWM技术在电力电子领域有着广泛的应用。
例如，它可以用于变频器控制，将直流电源转换为交流电源。
此外，SPWM技术还可以在音频放大器中使用，通过调制音频信号的脉冲宽度来控制音量大小。
SPWM技术的实现相对简单。
首先，需要一个正弦波信号作为调制信号。
这个信号可以通过一个简单的振荡电路产生。
然后，将调制信号与一个高频的方波信号进行比较。
当调制信号的幅度大于方波信号时，输出信号为高电平；当调制信号的幅度小于方波信号时，输出信号为低电平。
通过改变调制信号的幅度和频率，可以控制输出信号的平均功率和频率。
SPWM技术的优点在于可以产生接近正弦波的输出信号。
由于正弦波信号具有较低的谐波含量，因此SPWM技术可以减小输出信号中的谐波成分，提高系统的效率。
此外，SPWM技术还可以实现精确的电压和频率控制，满足不同应用的需求。
正弦波脉宽调制是一种常用的信号调制技术，广泛应用于电力电子
和音频放大器等领域。
它通过改变信号的脉冲宽度来控制输出信号的平均功率和频率。
SPWM技术具有接近正弦波的输出特性，可以减小谐波成分，提高系统的效率。
通过合理的调制信号设计，可以实现精确的电压和频率控制，满足各种应用需求。
脉宽调制原理
脉宽调制原理
脉宽调制（Pulse Width Modulation，PWM）是一种常用的调
制技术，通常应用于电子电路中。
脉宽调制的原理是通过改变信号的脉冲宽度来控制电路输出的电平。
脉宽调制一般使用方波信号来进行调制，通过调整方波的高电平时间和低电平时间的比例，来实现对输出电平的控制。
在脉宽调制中，通常有一个固定的载波频率，称为调制频率。
通过控制脉冲的宽度，即高电平时间，来决定输出信号的电平。
当脉冲宽度较窄时，即高电平时间较短，输出信号的电平较低；当脉冲宽度较宽时，即高电平时间较长，输出信号的电平较高。
脉宽调制常用于控制电器设备的功率输出，如直流电机的速度调节、音频信号的放大等。
它可以通过自动控制电路实现动态调节，使得输出信号在一定的范围内连续变化。
脉宽调制技术在工程实践中应用广泛，具有调节灵活、精度高、输出功率大等特点。
同时，它也具有一定的噪声特性，需要在工程设计中充分考虑，采取适当的滤波措施以提高输出信号的质量。
总而言之，脉宽调制是一种基于脉冲宽度调节的技术，通过控制脉冲的宽度来控制输出信号的电平，广泛应用于电子电路中。
DSP原理及应用技术第6.1节 增强型脉宽调制器(ePWM)
CTR=PRD：时间基准计数器值等于指定的周期值 (TBCTR=TBPRD)；
CTR=ZERO：时间基准计数器等于零(TBCTR = 0x0000)。 ⑦配置时间基准的时钟率，即对CPU系统时钟
第6章 DSP片上控制与采样外设
6.1 增强型脉宽调制器（ePWM）
6.1 增强型脉宽调制器（ePWM）
6.１.1 ePWM模块概述 • 增强型脉冲宽度调制器（ ePWM ） • ePWM模块中每个完整的PWM通道都是由两个PWM输
出组成，即ePWMxA和 ePWMxB • 有时为了能够更精确控制PWM输出，加入了硬件扩
（３）递增递减计数模式
时间基准计数器从零递增到周期值，当达到周期值，时间基 准计数器开始递减直至零，此时再递增重复运行。
Hale Waihona Puke 时间基准子模块(TB）时间基准周期映射寄存器 （１）当前工作寄存器（active register）。 （２）映射寄存器（shadow register）。 （３）时间基准周期映射模式。 （４）时间基准周期立即装载模式。
时间基准计数器有三种操作模式，可通过时间基准计数 寄存器(TBCTL)选择：
（１）递增计数模块
时间基准计数器从周期值，当达到周期值，时间基准计数器 复位置零，此时再重新开始递增计数，重复运行。
（２）递减计数模式
时间基准计数器从周期值递减到零，当达到零值时，时间基 准计数器重置周期值，此时再重新递减重复运行。
6.1 增强型脉宽调制器（ePWM）
ePWM子模块概述
• ePWM模块主要包含以下７部分：时间基准子模块；计数比 较子模块；动作限定子模块；死区控制子模块；PWM斩波 子模块；错误区域控制子模块和事件触发子模块。
PWM脉冲宽度调制
PWM脉冲宽度调制脉冲宽度调制百科名片脉冲宽度调制脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。
目录简介基本原理具体过程脉冲宽度调制优点控制方法脉冲宽度调制相关应用领域具体应用简介基本原理具体过程脉冲宽度调制优点控制方法脉冲宽度调制相关应用领域具体应用展开编辑本段简介脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置，来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变，这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。
PWM控制技术以其控制简单,灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式,也是人们研究的热点.由于当今科学技术的发展已经没有了学科之间的界限,结合现代控制理论思想或实现无谐振软开关技术将会成为PWM控制技术发展的主要方向之一。
编辑本段基本原理随着电子技术的发展，出现了多种PWM技术，其中包括：相电压控制PWM、脉宽PWM法、随机PWM、SPWM法、线电压控制PWM等，而在镍氢电池智能充电器中采用的脉宽PWM法，它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压，采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。
可以通过调整PWM的周期、PWM的占空比而达到控制充电电流的目的。
模拟信号的值可以连续变化，其时间和幅度的分辨率都没有限制。
9V电池就是一种模拟器件，因为它的输出电压并不精确地等于9V，而是随时间发生变化，并可取任何实数值。
与此类似，从电池吸收的电流也不限定在一组可能的取值范围之内。
模拟信号与数字信号的区别在于后者的取值通常只能属于预先确定的可能取值集合之内，例如在{0V, 5V}这一集合中取值。
F2833x介绍---ePWM
TI C2833x介绍---ePWM通常我们用的电压源型逆变器，是通过IGBT、MOSFET等开关管的切换，用单极性或者双极性的脉冲波形来模拟正弦波，如图所示：这里的基本原则是等面积，即冲量不变的原理。
在逆变器直流母线电压固定的情况下，脉冲波的幅值已经确定，使用改变占空比的方法，即对应改变输出基波的幅值。
最常用的载波PWM的基本原理，一般都是三角形载波和调制波波形，如正弦波、马鞍波等进行比较，在相交点产生开关状态的切换。
三角载波的频率一般在kHz基波，相当于时间域里的一个函数，一般用硬件电路来实现才能保证较好的精度和时域特性。
在TI C2000及类似的电机控制用的DSP出现之前，通常的DSP并不含有专门的PWM产生电路，此时载波的产生以及和调制波的比较工作一般由模拟电路、专门的PWM芯片或者CPLD/FPGA/ASIC/ASSP来实现；由模拟电路搭建的速度很高，但是存在温度漂移等问题；专用的PWM 芯片一般只有2路左右的输出，若要控制一个三相逆变器需要多片配合，CPLD/FPGA相对灵活，但是在对成本敏感的系统中仍是不小的开支，ASIC/ASSP则在大公司的产品中才可能采用。
TI的C2000系列带有至少12路的PWM输出，并且PWM是专用的外设，其输出PWM等功能并不需要消耗CPU资源，因此极大地方便系统的设计。
从2407、2812到28335，PWM外设也从事件管理器EV演变到增强的PWM模块，即ePWM。
EV中的六路PWM采用同一个载波，且实际只有三个独立，三个互补的输出；而在ePWM中，每个PWM管脚都可以独立地进行配置，当然也可以在同步状态下运行，增强设计的灵活性。
下面是ePWM的一个简要框图描述：就每个ePWM来说，可以分为以下十个主要的功能模块，其功能示意图如图1所示。
图1 ePWM功能示意1.时钟预定标：这个模块在28335大部分外设中都有，其输入是SYSCLKOUT，预定标的作用是对SYSCLKOUT时钟信号进行分频，从而控制外设的时钟频率。
脉宽调制pwm的原理与应用
脉宽调制（PWM）的原理与应用1. 脉宽调制（PWM）概述脉宽调制（PWM）是一种常用的调制技术，用于控制电子设备中的信号的占空比。
在PWM技术中，周期固定，而信号的脉宽可以根据需要调整。
这种技术可以模拟连续信号，并用于各种应用，如电机控制、光控制和通信系统等。
2. 脉宽调制（PWM）的工作原理脉宽调制（PWM）的工作原理基于占空比的调节来控制输出信号的平均功率。
PWM信号由两个元素组成：周期和脉宽。
周期是信号的总时间长度，脉宽表示信号在一个周期内处于高电平状态的时间长度。
通常情况下，PWM信号的周期是固定的，决定了信号的重复频率。
脉宽则是可调节的，可以通过改变脉宽来控制输出信号的占空比。
占空比是高电平存在的时间与一个周期的比例。
脉宽调制的基本原理是，在一个周期内改变信号的脉宽，来控制输出信号的平均功率。
当脉宽较小的时候，平均功率较低；当脉宽较大的时候，平均功率较高。
3. 脉宽调制（PWM）在电机控制中的应用脉宽调制（PWM）在电机控制中被广泛应用。
通过改变PWM信号的脉宽，可以调整电机的转速和扭矩输出。
3.1 电机转速控制脉宽调制（PWM）可以实现电机的转速控制。
通过改变PWM信号的脉宽，可以改变电机的输入电压，从而控制电机的转速。
较大的脉宽将产生较高的平均电压，从而使电机转速增加；较小的脉宽将产生较低的平均电压，从而使电机转速减小。
3.2 电机扭矩控制脉宽调制（PWM）还可以实现电机的扭矩控制。
通过改变PWM信号的脉宽，可以改变电机的平均电流，从而控制电机的输出扭矩。
较大的脉宽将产生较高的平均电流，从而使电机输出扭矩增加；较小的脉宽将产生较低的平均电流，从而使电机输出扭矩减小。
4. 脉宽调制（PWM）在光控制中的应用脉宽调制（PWM）在光控制中也有广泛的应用。
通过改变PWM信号的脉宽，可以控制LED灯的亮度。
4.1 LED亮度控制LED灯的亮度可以通过改变PWM信号的脉宽来控制。
较大的脉宽将使LED灯处于高亮度状态，而较小的脉宽将使LED灯处于低亮度状态。
epwm实验报告DSP
epwm实验报告DSPEPWM实验报告引言：EPWM（Enhanced Pulse Width Modulation）是一种增强型脉宽调制技术，广泛应用于数字信号处理（DSP）领域。
本实验报告将介绍EPWM的原理、应用以及实验结果。
一、EPWM原理1.1 脉宽调制技术脉宽调制技术是一种通过改变信号的脉冲宽度来实现信号调制的方法。
EPWM作为一种增强型的脉宽调制技术，可以更加精确地控制脉冲宽度，提高系统的稳定性和性能。
1.2 EPWM的工作原理EPWM通过将一个周期性的高频脉冲信号与一个低频调制信号进行比较，从而实现对输出信号的调制。
EPWM的关键在于调制信号的产生和脉冲信号的比较。
二、EPWM的应用2.1 电力电子领域EPWM广泛应用于电力电子领域，例如交流电调制、直流电调制等。
EPWM可以控制电力器件的开关时间，实现对电力系统的精确控制，提高系统的效率和稳定性。
2.2 无线通信领域EPWM也被广泛应用于无线通信领域，例如无线电调制、射频调制等。
EPWM可以调制无线信号的频率和幅度，实现对通信系统的灵活控制，提高通信质量和传输速率。
三、EPWM实验3.1 实验目的本实验旨在通过搭建EPWM系统，验证EPWM的工作原理，并观察其在不同应用场景下的性能表现。
3.2 实验步骤首先，搭建EPWM系统，包括脉冲信号发生器、调制信号发生器和比较器。
然后，将脉冲信号和调制信号输入比较器，观察输出信号的波形和频谱。
最后，改变调制信号的频率和幅度，观察输出信号的变化。
3.3 实验结果在实验中，我们观察到当调制信号的频率增加时，输出信号的脉冲宽度减小；当调制信号的幅度增加时，输出信号的脉冲宽度增加。
这验证了EPWM的工作原理。
四、EPWM的优缺点4.1 优点EPWM具有精确控制脉冲宽度的能力，可以实现高精度的信号调制。
同时，EPWM的应用范围广泛，可以满足不同领域的需求。
4.2 缺点EPWM的实现需要较复杂的电路和算法，对系统设计和调试的要求较高。
脉宽调制 解调
脉宽调制（PWM）是一种通过调整信号的脉冲宽度来实现模拟信号的数字表示的技术。
解调是将经过脉宽调制的信号还原为原始模拟信号的过程。
脉宽调制（PWM）的工作原理：
1.信号采样：原始模拟信号经过采样，将连续的模拟信号转换为离散的数字
信号。
2.脉宽调制：通过比较模拟信号的振幅和一个固定的参考电平，产生一系列
的脉冲。
脉冲的宽度与原始信号的振幅成比例。
3.PWM信号输出：生成的PWM信号包含一系列的脉冲，脉冲的宽度代表了
原始信号的振幅。
PWM信号的解调：
1.低通滤波： PWM信号的解调通常从使用低通滤波器开始。
由于PWM信号
的频率较高，低通滤波器可以滤除高频成分，留下目标信号。
2.脉宽调制的逆过程：利用脉宽调制的逆过程，即通过测量脉冲宽度来还原
原始信号。
这可能涉及到使用计数器或定时器来测量每个脉冲的宽度。
3.模拟信号输出：解调后得到的信号再经过数字到模拟的转换器（DAC），
将其还原为模拟信号。
示例代码（Python）：
以下是一个简单的示例，演示了PWM信号的生成和解调：
这个示例中，生成了一个原始的正弦模拟信号，然后进行了PWM调制和解调，并绘制了相应的图形。
这只是一个简单的示例，实际中可能需要更复杂的电路和算法来完成PWM信号的解调。
脉宽调制(PWM)技术-教案
桥臂电压和输出电压的联系
采用投影方式建立联系； 开关状态(00)，(11)形成的两个桥臂电压 ——对应一个输出电压(0V)。
这一投影具有唯一性
3.5 SVPWM的原理及实现
投影关系
V0是零序电压
Vab 1 1 Vag V 1 1 V bg 0
u
uc
ur
O
wt
uo uof
uo Ud O
wt
表示uo的基波分量
-Ud
3.3 SPWM的调制方法
双极性SPWM的调制方法 ——单相桥逆变
特点：
在ur的半个周期内，三角波载波有正 有负，所得PWM波也有正有负，其幅 值只有±Ud两种电平。 当ur >uc时，V1和V4导通，V2和V3关断 ——io>0时，V1和V4工作，uo=Ud ； ——io<0时，VD1和VD4工作，uo=Ud 。 当ur >uc时，V2和V3导通，V1和V4关断 ——io<0时，V2和V3工作，uo=-Ud ； ——io>0时，VD2和VD3工作，uo=-Ud 。
t
urU
urV
uc
urW
t
urU>uc时，V1通，V4断，uUN’=Ud/2； uUN’ urU<uc时，V4通，V1断，uUN’=-Ud/2； 0 uUN’、uVN’和uWN’的波形只有±Ud/2电平。 u VN’
线电压分析：
uUV波形由uUN’-uVN’得出 —当1和6通时，uUV=Ud； —当3和4通时，uUV=－Ud； —当1和3或4和6通时，uUV=0。 线电压PWM波由±Ud和0三种电平构成。
可 得 a1 、 a2 和 a3 。
epwm原理
epwm原理EPWM原理EPWM（Enhanced Pulse Width Modulation）是一种用于控制电子设备的技术，通过调节电信号的脉冲宽度来实现对电压和电流的精确控制。
EPWM技术在各种领域广泛应用，包括电力电子、工业自动化、机械控制等。
EPWM技术的原理基于脉冲宽度调制（PWM）技术，通过调节短时间内脉冲信号的高电平时间与低电平时间的比例，来控制输出信号的平均电压或电流。
EPWM技术通过将PWM信号与其他技术相结合，实现更高的精度和更丰富的功能。
EPWM技术的核心是控制器，它可以根据输入信号和设定的参数来生成PWM信号。
控制器通常由微处理器或专用的数字信号处理器（DSP）实现。
控制器通过测量和比较输入信号与设定值的差异，来调整PWM信号的脉冲宽度，从而实现对输出信号的精确控制。
EPWM技术的优点之一是高精度。
由于EPWM技术可以通过微小的脉冲宽度调整来控制输出信号，因此可以实现更细微的控制精度。
这使得EPWM技术在需要高精度控制的应用中得到广泛应用，例如电机控制、电源控制等。
EPWM技术的另一个优点是可调性和灵活性。
通过调整PWM信号的脉冲宽度，EPWM技术可以实现对输出信号的连续调节。
此外，EPWM技术还可以通过改变PWM信号的频率来实现不同的控制效果。
通过改变PWM信号的占空比，EPWM技术还可以实现对输出信号的幅值调节。
这种灵活性使得EPWM技术在各种应用中具有广泛的适用性。
EPWM技术的应用非常广泛。
在电力电子领域，EPWM技术被广泛应用于交流调速驱动器、直流调速驱动器等设备中，实现对电机的精确控制。
在工业自动化领域，EPWM技术可以用于控制各种执行器，如伺服驱动器、液压阀控制器等。
此外，EPWM技术还可以用于电源控制、光伏逆变器等领域。
总结起来，EPWM技术是一种通过调节脉冲宽度来实现对电压和电流的精确控制的技术。
它具有高精度、可调性和灵活性的优点，被广泛应用于电力电子、工业自动化、机械控制等领域。
第七章 增强型脉宽调制(ePWM)模块-TMS320F28335 DSP原理、开发及应用-符晓
时间基准子模块（TB）
TBPRD 映射寄存器
TBPRD 寄存器
计数器 增/减
TBPHS 相位控制寄存器 时钟 分频器
同步 信号 输出
选择
TB子模块内部信号和寄存器
ePWM的时间基准计数模式
TBCTR TBPRD
非对称
TBCTR TBPRD
增计数
非对称
TBCTR TBPRD
减计数
对称
增/减计数
ePWM的相位同步
To eCAP1 SyncIn EPWM2A EPWM2B
=120°
Phase En SyncIn
=240° o o o
CTR=zero o CTR=CMPB o o
Xo
SyncOut
EPWM3A EPWM3B
=120° =240°
寄存器名称 TBCTL TBSTS TBPHS TBCTR TBPRD
Ext. SyncIn (optional)
Phase En SyncIn
=0° o o o
CTR=zero o CTR=CMPB o o
Xo
SyncOut
Phase En SyncIn
=120° o o o
CTR=zero o CTR=CMPB o o
Xo
SyncOut
EPWM1A EPWM1B
0 CTRDIR
2
CTRMAX 用于判断TBCTR是否达到过最大值0xFFFF
0：读，返回0表明TBCTR从未到达过0xFFFF，写0无反应
1：读，返回1表明TBCTR到达过0xFFFF，写1将清除相应
第七章 增强型脉宽调制（ePWM）模块
PWM技术简介
PWM (Pulse Width Modulation) 就是脉宽 调制技术：即通过对 一系列脉冲的宽度进 行调制，来等效的获 得所需要的波形（含 形状和幅值)。
脉宽调制器的工作原理
脉宽调制器的工作原理脉宽调制器（PWM）是一种常用的电子调节技术，常用于电力电子转换器和电机控制器。
该技术基于周期性冲击信号的生成，使得输出信号的脉宽能够被调制。
PWM技术可以实现信号的精准控制，同时也具有较高的能量效率。
本文将详细介绍PWM的工作原理。
PWM调制技术的原理是利用周期性的方波信号对直流电压进行分时调节。
PWM技术的实现方式是将一种调制信号与高频脉冲信号进行比较，从而生成一个宽度可变的脉冲输出信号。
这个调制信号通常是一个低频信号，它是由控制系统发出的控制信号经过一定的调制方式而得到的。
调制方式有很多种，常用的有线性调制、指数调制和非线性调制等。
在PWM技术中，最常见的是使用基于比较器的脉宽调制器（Comparator-Based Pulse Width Modulator，CPWM）。
基于比较器的脉宽调制器通常包括一个示波器、一个比较器和一个计数器。
其中，示波器用于生成一个用于比较的模拟信号，比较器将模拟信号与一个三角波信号进行比较，从而得到一个宽度可变的脉冲输出信号。
计数器则用于控制三角波信号的周期和脉冲宽度。
对于一个典型的基于比较器的PWM电路，其工作原理可以简述如下：1. 示波器生成一个模拟信号Vc，用于与三角波信号进行比较。
此处的模拟信号Vc通常是一个参考电压，其波形和频率可以由控制系统进行调节。
2. 三角波发生器产生一个频率高、振幅可调的三角波信号，用于与模拟信号进行比较。
3. 将模拟信号Vc与三角波信号进行比较，从而得到一个脉冲信号。
比较器的输出信号即为脉宽调制的输出信号，其脉宽会随着模拟信号的变化而发生改变。
4. 计数器产生一个参考信号，用于控制三角波信号的频率和幅值。
通过改变参考信号的周期和幅值，可以控制PWM输出信号的频率和占空比。
5. 输出信号经过输出滤波电路进行过滤，得到一个平滑的直流电压或者PWM信号输出。
总之，PWM调制技术可以帮助实现对电子设备和电机系统的精确控制，提高系统的能量效率和可靠性。
电力电子技术中的PWM调制技术详解
电力电子技术中的PWM调制技术详解在现代工业领域中，电力电子技术扮演着至关重要的角色。
PWM （脉宽调制）技术作为电力电子技术的核心之一，已经广泛应用于各种电源和驱动系统中。
本文将深入探讨PWM调制技术的原理、应用和优势。
1. PWM调制技术的原理PWM调制技术是通过改变脉冲宽度的方式来控制电路输出的一种方法。
其基本原理是将模拟信号转换为脉冲信号，通过调整脉冲的宽度来控制输出电压或电流的大小。
PWM信号的脉冲宽度与所需输出信号的幅值成正比。
在PWM调制技术中，常用的脉冲产生方法包括比较器法、计数器法和改进型PWM等。
其中，比较器法是最常用的一种方法。
该方法通过一个比较器将输入信号与一定频率、恒定幅度的三角波进行比较，从而产生脉冲宽度调制的信号。
2. PWM调制技术的应用PWM调制技术已经广泛应用于各种电力电子设备和系统中。
以下是几个常见的应用领域：2.1 变频调速系统PWM调制技术在变频调速系统中起到了关键作用。
通过调整PWM 信号的脉冲宽度，可以实现对电机转矩和转速的精确控制。
这种技术的应用使得电机的运行更加稳定、高效，并且节省能源。
2.2 电力逆变器电力逆变器是将直流电能转换为交流电能的设备，广泛应用于太阳能发电、风能发电等领域。
PWM调制技术能够有效地控制逆变器的输出波形质量，提高逆变器的效率和稳定性。
2.3 电源管理系统在电源管理系统中，PWM调制技术能够实现电源的高效转换和稳定输出。
通过精确控制PWM信号的脉冲宽度，可以实现电源的输出电压的调节和稳定，以满足不同电器设备的需求。
3. PWM调制技术的优势PWM调制技术相比传统的模拟控制方法具有以下优势：3.1 高精度控制PWM调制技术能够精确调节输出信号的幅度，通过调整脉冲宽度来实现高精度控制。
这种精准性在很多需要精确控制的领域非常重要，比如电机调速系统和逆变器控制系统。
3.2 高效能转换由于PWM调制技术只有两种状态（高电平和低电平），因此能量损耗相对较小，能够实现高效率的能量转换。
第3章 ePWM模块工作原理及[180页]
![第3章 ePWM模块工作原理及[180页]](https://img.taocdn.com/s3/m/3da49e6b67ec102de3bd8952.png)
减计数模式、增减计数模式）、周期和相位等的设置。TB模块接收来自系 统时钟SYSCLKOUT，经时钟预定标单元分频后提供给16位时基计数器 TBCTR，计数器根据设定的计数模式进行计数，并与周期寄存器的值进行 比较。当计数器TBCTR的值与周期寄存器TBPRD的值相等（匹配）或等于 零（下溢匹配）时，产生的匹配事件与AQ模块配合产生PWM波。PWM波 的周期由计数模式和周期寄存器的值确定。
连续增计数和连续减计数式产生PWM波的周期为 TPWM=(TBPRD+1)×TTBCLK
式中，TTBCLK为TB时基周期（s）；TPWM为PWM波周期（s）
图（c）为连续增减计数模式（即对计数时基进行增减计 数），当计数值增至周期寄存器值时，开始减计数，减计数 至0后再重新开始下一个周期。与CC和AQ模块配合可产生对 称PWM波，其周期为
3.1 ePWM模块构成及工作原理
TMS320F28335有多达18路的PWM输出，其中包含12路普通PWM输出和 6路高精度PWM输出。PWM广泛应用于电机控制和逆变器等领域，本章主要介 绍12路普通PWM的结构、原理与应用。12路普通PWM输出由6个ePWM单元组 成，即ePWM1～6；每个单元输出2路PWM波（PWMxA/B），共有12路PWM 波输出。
第3章 ePWM模块工作原 理及应用
增强型脉宽调制器（ePWM）广泛应用于电机、开关电源、不 间断电源（UPS）和其他形式电能转换的控制中。ePWM实质上是 一种数模转换器（DAC），其中占空比等于DAC模拟值，所以有 时也被称为功率DAC。ePWM模块有自己的定时和控制资源，能够 以最小的CPU开销或干预产生复杂的脉冲宽度波形。ePWM模块由 独立的子模块构建而成，并且可以根据需要协同操作以形成系统。
脉宽调制型(pwm)功率放大器课件
在调试和优化过程中，应不断尝试不同的方法和参数， 以找到最佳的配置。
常见问题与解决方案
波形失真
输出波形可能出现谐波失真或非线性失真。
稳定性问题
放大器可能出现不稳定或振荡现象。
常见问题与解决方案
• 效率不高：在某些情况下，放大 器的效率可能较低，导致热量积 累。
常见问题与解决方案
01
解决方案
数字控制技术
将数字信号处理和控制算法应用于PWM功率放大器，提高其性能 和稳定性。
应用领域拓展与市场前景
5G通信
随着5G通信技术的普及，PWM功率放大器在基站和终端设备中的 应用将进一步增加。
电动汽车与充电设施
电动汽车市场的快速发展将带动PWM功率放大器在车载充电机和 充电设施中的应用。
工业自动化
智能化与自动化
未来PWM功率放大器将更加智能化和自动化，具备自适 应调节、远程控制和故障诊断等功能。
安全与可靠性
随着应用领域的拓展，PWM功率放大器的安全性和可靠 性问题将更加突出，需要加强相关研究和测试。
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效率与失真度分析
总结词
效率与失真度是评价PWM功率放大器性能的重要参 数，它们分别反映了功率放大器的能量利用效率和信 号质量。
详细描述
效率是指功率放大器输出功率与输入功率的比值，反 映了能量利用的效率。高效率的PWM功率放大器能 够减少能源浪费和散热问题，提高整体性能。失真度 是指输出信号与输入信号在波形上的差异程度，包括 谐波失真和交叉调制失真等。失真度越低，信号质量 越好，能够更好地还原原始信号的特征。在PWM功 率放大器的设计中，需要综合考虑效率与失真度的要 求，通过优化调制波的参数和选择合适的电路拓扑结 构来实现最佳的性能表现。
脉冲宽度控制pwm的工作原理
脉冲宽度控制pwm的工作原理脉冲宽度调制（PWM）是一种常用的电子调节技术，用于控制电子设备中的电压、电流或功率。
PWM的工作原理是通过改变信号的脉冲宽度来控制输出的平均功率。
PWM的工作原理可以简单地描述为以下几个步骤：1. 产生基准信号：首先，需要产生一个基准信号，也称为调制信号。
这个信号的频率通常很高，一般在几十kHz到几百kHz之间。
基准信号可以由计时器、振荡器或其他电路产生。
2. 设定调制比：调制比是指脉冲的高电平时间与周期时间之比，通常用占空比（Duty Cycle）表示。
占空比可以在0%到100%之间调节，代表了输出信号的平均功率。
当占空比为0%时，输出信号为低电平；当占空比为100%时，输出信号为高电平。
3. 与调制信号比较：将基准信号与调制信号进行比较。
比较的方法可以是简单的逻辑电路，如比较器。
当基准信号的电压高于调制信号时，输出信号为高电平；当基准信号的电压低于调制信号时，输出信号为低电平。
4. 输出信号：根据比较结果，输出信号的脉冲宽度随之改变。
当基准信号的电压高于调制信号时，输出信号的脉冲宽度增加；当基准信号的电压低于调制信号时，输出信号的脉冲宽度减小。
5. 过滤输出信号：为了去除输出信号中的高频成分，通常会对输出信号进行滤波处理。
滤波电路可以采用电容、电感等元件组成。
通过以上步骤，PWM技术可以实现对输出信号的精确控制。
根据不同的应用需求，可以调节脉冲宽度的频率、占空比等参数，从而实现对电压、电流或功率的精确调节。
PWM技术在许多领域中得到广泛应用，例如电机控制、LED调光、电源管理等。
在电机控制中，PWM可以通过改变电机的电压和频率来控制电机的转速和转向。
在LED调光中，PWM可以通过改变LED的亮度来实现不同的照明效果。
在电源管理中，PWM可以实现高效的能量转换和功率控制。
总结起来，脉冲宽度调制（PWM）是一种通过改变信号的脉冲宽度来控制输出的平均功率的技术。
通过产生基准信号、设定调制比、与调制信号比较、输出信号和滤波等步骤，PWM技术可以实现对电压、电流或功率的精确调节。
脉宽调制工作原理
脉宽调制工作原理
脉宽调制（Pulse Width Modulation，PWM）是一种常用的数字信号调制方法，广泛应用于各种电子设备和控制系统中。
脉宽调制的工作原理基于周期性地改变信号的脉冲宽度来表示模拟信号的不同幅度。
具体的工作原理如下：
1. 选择一个固定的调制周期：脉宽调制的第一步是选择一个固定的调制周期，即一个完整的PWM信号周期。
这个周期的长度取决于应用需求和系统的特性。
2. 根据模拟信号确定脉冲宽度：根据输入的模拟信号幅度，确定相应的脉冲宽度。
通常情况下，模拟信号的幅度范围会被划分为多个离散的级别，每个级别对应一个特定的脉冲宽度。
3. 生成PWM信号：根据脉冲宽度的设置，生成对应的PWM 信号。
通常情况下，PWM信号由一个固定的高电平和一个可变的低电平组成，表达了脉冲宽度的信息。
4. 输出PWM信号：通过放大或驱动电路，将PWM信号输出到目标设备或系统中。
这个目标设备的响应会根据PWM信号的脉冲宽度进行相应的控制。
例如，PWM信号可以控制电机的速度、灯光的亮度等。
通过不断地周期性重复上述的过程，可以实现对模拟信号的精确控制。
脉宽调制的优势在于它可以通过改变脉冲宽度实现连
续的、无级别的控制，使得设备可以在不同的幅度下工作，从而提高了系统的灵活性和效率。
单片机开发 增强型脉宽调制ePWM实验
（5）初始化动作限定模块，即配置 AQ 相关寄存器值 // Set actions EPwm6Regs.AQCTLA.bit.ZRO = AQ_CLEAR; // Set PWM1A on Zero EPwm6Regs.AQCTLA.bit.CAU = AQ_SET; // Clear PWM1A on event
2.5 PWM 斩波模块 PC
3.PWM输出配置步骤
EPWM 相关库函数在DSP2833x_EPwm.c 和 DSP2833x_EPwm.h 文件中 （1）使能 ePWM 外设时钟及失能时基模块时钟 EALLOW; SysCtrlRegs.PCLKCR0.bit.TBCLKSYNC = 0; // Disable TBCLK
through // Allow each timer to be sync'ed EPwm6Regs.TBCTL.bit.PHSEN = TB_DISABLE; EPwm6Regs.TBPHS.half.TBPHS = 0; EPwm6Regs.TBCTR = 0x0000; // Clear counter EPwm6Regs.TBPRD = tbprd; EPwm6Regs.TBCTL.bit.CTRMODE = TB_COUNT_UP; // Count up EPwm6Regs.TBCTL.bit.HSPCLKDIV=TB_DIV1; EPwm6Regs.TBCTL.bit.CLKDIV=TB_DIV1;
4.硬件设计
本实验使用到硬件资源如下： （1）D1、D7 指示灯 （2）ePWM
5.软件设计
本章所要实现的功能是：通过 ePWM6A 和 ePWM6B 两个管脚输出 ePWM 波，分别控制 D6 和 D7 指示灯亮度，由暗变亮后又由亮变 暗，呈现出呼吸灯效果。程序框架如下： （1）初始化 ePWM6 管脚为 PWM 输出功能 （2）PWM 输出控制程序
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第6章DSP片上控制与采样外设6.1 增强型脉宽调制器（ePWM）6.１.1 ePWM模块概述•增强型脉冲宽度调制器（ePWM）•ePWM模块中每个完整的PWM通道都是由两个PWM输出组成，即ePWMxA和ePWMxB•有时为了能够更精确控制PWM输出，加入了硬件扩展模块—高精度脉冲宽度调制器（HRPWM）•当多个ePWM模块集成在一个器件内时，如图：每个ePWM模块都具有以下特征：●周期和频率可控的16位时间基准计数器。
●两个PWM输出（EPWMxA，EPWMxB），可以配置成以下工作方式：两个独立的带有单个边沿操作的PWM输出、两个独立的带有双边沿对称操作的PWM输出、一个独立的带有双边沿非对称操作的PWM输出。
●通过软件可实现PWM信号的异步越权控制。
●可编程的相位控制，以支持相对其它ePWM模块的相位滞后或超前操作。
●逐周期的硬件上相位同步。
●独立的上升沿和下降沿死区延时控制。
●可编程错误区域分配，用于故障时的逐周期控制和单次控制。
●所有事件都可以触发CPU中断以及ADC启动转换（SOC）。
●事件可预定标，减小CPU频繁响应中断的负担。
●循环周期性的硬件锁定(同步)相位关系。
●错误条件可强制PWM输出为高、低以及高阻状态。
●高频载波信号实现PWM斩波，对于脉冲变压器门极驱动非常有用。
ePWM子模块概述•ePWM模块主要包含以下７部分：时间基准子模块；计数比较子模块；动作限定子模块；死区控制子模块；PWM斩波子模块；错误区域控制子模块和事件触发子模块。
•每个ePWM模块都是由７个子模块组成，并且系统内通过信号进行连接，如图：ePWM模块内部结构如图：ePWM模块的主要信号模块如下：•PWM输出信号（ePWMxA和ePWMxB）•错误区域信号（TZ1-TZ6）•时间基准同步输入和输出信号•ADC启动信号•外设总线1. 时间基准子模块(TB)每个ePWM都有自己的时间基准模块，它用来决定ePWM 的事件时序。
通过同步逻辑信号，可以实现多个ePWM模块以相同时间基准进行工作。
图为ePWM模块的时间基准子模块的关系图。
（1）时间基准子模块的用途用户可以通过配置时间基准子模块实现以下功能：①指定ePWM时间基准计数器(TBCTR)的频率值或周期值以控制事件发生的频率。
②与其它ePWM模块的时间基准同步。
③维持与其它ePWM模块间的相位关系。
⑤设置时间基准计数器为增、减或增减计数模式。
⑥产生以下事件：●CTR=PRD：时间基准计数器值等于指定的周期值(TBCTR=TBPRD)；●CTR=ZERO：时间基准计数器等于零(TBCTR = 0x0000)。
⑦配置时间基准的时钟率，即对CPU系统时钟(SYSCLKOUT)的预定标。
时间基准模块的关键信号和寄存器与时间基准子模块相关联的关键信号信号描述ePWMMxSYNCI 时间基准同步信号输入ePWMMxSYNCO 时间基准同步信号输出CTR=PRD 时间基准计数器等于指定周期CTR=Zero时间基准计数器等于零CTR=CMPB 时间基准计数器等于计数寄存器CTR_dir时间基准计数方向CTR_max时间基准计数器等于最大值TBCLK时间基准时钟计数PWM周期与频率时间基准周期寄存器（TBPRD）和时间基准计数器共同控制PWM的频率，当TBPRD＝４时周期和频率与计数器递增、递减以及递增递减时的关系。
系统时钟（SYSCLKOUT）的预定标处理将得到时间基准时钟（TBCLK），由该时钟决定每次时间递增的步骤。
时间基准计数器有三种操作模式，可通过时间基准计数寄存器(TBCTL)选择：（１）递增计数模块时间基准计数器从周期值，当达到周期值，时间基准计数器复位置零，此时再重新开始递增计数，重复运行。
（２）递减计数模式时间基准计数器从周期值递减到零，当达到零值时，时间基准计数器重置周期值，此时再重新递减重复运行。
（３）递增递减计数模式时间基准计数器从零递增到周期值，当达到周期值，时间基准计数器开始递减直至零，此时再递增重复运行。
时间基准周期映射寄存器（１）当前工作寄存器（active register）。
（２）映射寄存器（shadow register）。
（３）时间基准周期映射模式。
（４）时间基准周期立即装载模式。
6.1.2 ePWM子模块功能２.计数比较子模块计数比较子模块将时间基准计数器的计数值不断地同计数比较器A（CMPA）和计数比较器B（CMPB）寄存器做比较，当时间基准计数器等于其中一个比较寄存器的值时，计数比较单元产生相应的事件。
①使用可编程的CMPA和CMPB寄存器产生相应比较事件：CTR=CMPA，时间基准计数器等于计数比较寄存器A （TBCTR=CMPA）。
CTR=CMPB，时间基准计数器等于计数比较寄存器B （TBCTR=CMPB）。
②若对动作限定子模块进行了相关配置，可控制PWM的占空比。
③映射新的比较值，防止在当前的PWM周期中产生冲突。
计数比较子模块基本结构１.计数比较子模块的应用（１）两位独立的比较事件CTR=CMPA：时间基准计数器等于有效计数比较器Ａ的值CTR=CMPB：时间基准计数器等于有效计数比较器Ｂ的值（２）两种工作模式映射模式立即装载模式２.计数模式时序波形计数比较子模块产生比较事件有以下三种模式：•增计数模式：用于产生不对称的PWM脉冲波形。
•减计数模式：用于产生不对称的PWM脉冲波形。
•增减计数模式：用于产生对称的PWM脉冲波形。
动作限定子模块在PWM波形的产生中具有最重要的作用。
它决定哪些事件可产生相关类型的动作，从而使EPWMxA和EPWMxB输出要求的波形。
动作限定子模块（Action-qualifier）与其它模块的连接关系同图所示。
•基于以下事件限制并产生相应操作•当事件发生时，管理产生事件的极性•当时间基准计数器递增或递减计数时，提供事件的独立控制。
•如图：动作限定子模块输入输出信号。
动作限定子模块的应用ePWMxA和ePWMxB输出的几种操作方式①置高：设置EPWMxA或EPWMxB输出为高电平。
②置低：设置EPWMxA或EPWMxB输出为低电平。
③取反：如果当前EPWMxA或EPWMxB输出被拉高，则将其拉低；如果当前EPWMxA和EPWMxB输出被拉低，则将其拉高。
④无动作：保持输出EPWMxA和EPWMxB为当前设置状态。
尽管无动作操作不会改变EPWMxA和EPWMxB的输出，但相应事件仍可以触发中断和ADC开始转换。
EPWMxA和EPWMxB的输出动作可以独立配置，任何事件都可以对给定的输出引脚进行动作控制。
例如，CTR=CMPA和CTR=CMPB都可以对EPWMxA输出进行控制。
所有的限定操作可以由控制寄存器进行配置。
动作限定子模块动作限定事件优先级ePWM动作限定器有可能在同一时间接收多个事件，在这种情况下，通过硬件来分配事件的优先级。
一般规则是发生较晚的事件有较高的优先级，由软件强制发生的事件总是具有最高的优先级。
优先级别为1的是最高优先级。
TBCTR计数方向的不同会带来优先级的细微变化。
●递增递减模式下动作限定事件优先级●递增模式下动作限定事件优先级●递减模式下动作限定事件优先级ePWM死区子模块的结构如图该模块的主要功能：•对单个EPWMx输入信号（死区子模块的输入信号）产生带有死区的信号对（EPWMxA和EPWMxB）。
•对信号对进行高有效（AH）、低有效（AL）、互补高有效（AHC）、互补低有效（ALC）配置。
•为上升沿增加可编程延迟（RED）。
•为下降沿增加可编程延迟（FED）。
•信号通道可以完全被旁路。
死区子模块的操作方法死区子模块有两组独立的可选择方式，如图所示。
这两组独立的可选择方式可以对输入信号源、输出模式及极性进行相应配置。
①输入源选择。
可以通过DBCTL寄存器的IN_MODE位来选择每个上升沿延迟或下降沿延迟的信号源，有如下几种模式： EPWMxA In用作下降沿和上升沿延迟的信号源，此操作为默认模式；EPWMxA In用作下降沿延迟的信号源，EPWMxB In用作上升沿延迟的信号源；EPWMxA In用作上升沿延迟的信号源，EPWMxB In用作下降沿延迟的信号源；EPWMxB In用作下降沿和上升沿延迟的信号源。
②输出模式控制。
由DBCTL[OUT_MODE]位来控制输出模式，这些位可配置上升沿延迟输出、下降沿延迟输出、二者均作为或二者均不作为死区子模块的输出。
③极性控制。
极性控制（DBCTL[POLSEL]）位可以配置上升沿延迟、下降沿延迟信号在输出前是否进行翻转。
PWM斩波器子模块可以通过动作限定和死区控制子模块产生高频PWM斩波，在使用PWM控制功率开关中此功能很重要。
1、PWM斩波器子模块主要功能如下：１）.可编程斩波频率。
２）.可编程第一个斩波脉冲的脉冲宽度。
３）.可编程第二个或其他脉冲的占空比。
４）.不必要时则完全可以不使用此功能。
2、PWM斩波器的操作和输出波形如图给出PWM斩波器子模块具体操作结构，SYSCLKOUT分频提供该模块时钟，频率和占空比由PCCTL寄存器的CHPFREQ 位与CHPDUTY位控制。
3、单次触发脉冲首脉冲的宽度可配置为16种值，首脉冲的宽度或周期通过公式（6-1）计算：T1stpulse = TSYSCLKOUT×8×OSHTWTH （6-1）这里的TSYSCLKOUT是系统时钟周期，OSHTWTH是4位寄存器值，取值范围为1~16。
4、占空比控制脉冲变压器门极驱动的设计需要考虑到变压器和相关电路的特性。
饱和性就是其中一个需要考虑的因素。
为了满足门极驱动设计要求，第二个和随后脉冲的占空比可通过编程设置。
在功率开关导通的期间内，这些持续脉冲确保了合适的驱动能力和极性，并且可以通过软件设置脉冲的占空比和极性。
图6-23是通过设置CHPDUTY位实现占空比控制的时序图，可选择的占空比范围是12.5%~87.5%。
如图给出了错误控制子模块的结构框图。
每个ePWM模块都与６个TZn错误控制信号相连，这些错误控制信号与GPIO口复用。
当这些信号呈现出外部错误或触发条件时，ePWM输出可以设置为相应的工作方式，来响应错误信号的发生。
1、错误控制子模块主要功能①错误输入TZ1 ~ TZ6可映射到任何一个ePWM模块。
②当错误条件发生时，EPWMxA和EPWMxB的输出可以强制为高电平、低电平、高阻态或不动作。
③对于严重的短路或者过流的情况支持单次触发错误（OSHT）。
④支持当前限定操作的周期性触发。
⑤每个错误区输入引脚可以分配为单次触发或者逐周期触发操作。
⑥任何一个错误区引脚都可产生中断。
⑦支持软件强制触发。
⑧如不需要，错误控制子模块可以完全禁用。
错误控制子模块（TZ）2、错误控制子模块的操作方式错误区~TZ1 ~ TZ6引脚信号是低有效，当这些引脚是低电平时，就表示该引脚有错误事件发生。