脉冲宽度调制技术的具体应用
什么是脉冲宽度调制及其在电路中的应用
什么是脉冲宽度调制及其在电路中的应用脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，简称PWM）是一种调制方式，通过控制脉冲信号的宽度来实现信号的调制。
在电路中，PWM 广泛应用于调光、电机速度控制、音频放大等领域。
本文将详细介绍PWM的原理及其在电路中的应用。
一、PWM原理脉冲宽度调制的原理是利用周期为固定值的脉冲信号来表示模拟信号的幅度大小。
它的关键在于调制器，通过控制调制器输出脉冲的宽度，从而实现对模拟信号的调制。
在PWM信号中，脉冲的宽度代表了信号的幅度，宽度越大表示幅度越高，宽度越小表示幅度越低。
通常，PWM信号的周期是固定的，脉冲的宽度则根据输入模拟信号进行动态调整。
二、PWM在电路中的应用1. 调光控制PWM在LED调光控制中得到了广泛的应用。
通过控制PWM信号的频率和占空比（脉冲高电平与周期之比），可以实现对LED的亮度调节。
当占空比为100%时，LED处于全亮状态；当占空比为0%时，LED关闭。
2. 电机速度控制PWM可以用于电机的速度控制。
通过控制PWM信号的占空比，可以控制电机的平均输出功率，从而调节电机的转速。
一般情况下，占空比越大，电机转速越高；占空比越小，电机转速越低。
3. 音频放大PWM还可以用于音频放大电路中。
通过将音频信号转换为PWM 信号，再通过滤波电路将其转换为模拟信号，可以实现音频的放大。
PWM音频放大具有高效率和低失真的优点，因此在功率放大器中得到了广泛的应用。
4. 电源控制PWM可以用于电源控制电路中，通过控制PWM信号的占空比来调节输出电压的大小。
这种方式在开关电源中特别常见，可以实现高效率的能量转换，并具备较好的稳定性和响应速度。
5. 无线通信PWM在无线通信系统中也有一定的应用。
在数模转换和调制过程中，会使用PWM信号对模拟信号进行抽样和调制，转换成数字信号后再通过调制器进行数据传输。
三、总结脉冲宽度调制是一种通过控制脉冲信号的宽度来实现信号调制的方法。
高频pwm
高频pwm高频脉冲宽度调制（PWM）是一种常见的电子调制技术，用于控制开关信号的占空比。
在PWM信号中，周期保持不变，但脉冲宽度可以根据需要进行调整。
这种技术在电子设备、通信系统和工业自动化中广泛应用。
本文将介绍高频PWM的原理、应用和优势。
高频PWM技术的核心原理是通过不同的脉冲宽度来调制信号，以控制输出电压或电流的大小。
在传统的PWM中，脉冲宽度以固定的频率重复，但是高频PWM的频率非常高，通常在几十千赫兹到几百千赫兹之间。
这样的高频率能够使电子器件的响应更加迅速，从而提高系统的稳定性和性能。
高频PWM的应用非常广泛。
在电机控制领域，高频PWM可以用于调节电机的转速和转矩。
通过改变脉冲宽度，可以实现对电机的精确控制，使其在不同的负载下保持恒定的运行速度。
此外，高频PWM还可以用于直流电源和逆变器的稳压和稳流控制，保证输出电压和电流的稳定性。
在通信系统中，高频PWM可以实现数字信号的调制和解调。
通过调整脉冲宽度，可以将数字信息嵌入到高频脉冲信号中，从而实现信号的传输和解码。
这种调制技术被广泛应用于无线通信、光纤通信和电力线通信等领域。
除了电机控制和通信系统，高频PWM还可以用于工业自动化领域。
在工业生产过程中，高频PWM可以控制电磁阀、电磁铁等执行器的开关，实现对工业过程的自动化控制。
通过将高频PWM与传感器和反馈电路相结合，可以实现对温度、压力等参数的精确控制和调节。
高频PWM技术具有许多优势。
首先，它具有高效性能。
由于高频PWM的工作频率很高，电子器件的响应速度快，能够更好地跟踪输出信号的变化，从而提高系统的响应速度和稳定性。
其次，高频PWM技术可以实现精确的控制。
通过调整脉冲宽度，可以实现对输出电压或电流的精确调节，满足不同应用的需求。
此外，高频PWM还具有较低的功耗和噪声，能够提高系统的能效和工作环境。
总之，高频脉冲宽度调制是一种重要的电子调制技术，可以应用于各种领域。
通过调整脉冲宽度，高频PWM技术可以实现对电机、通信系统和工业自动化过程的精确控制。
pwm波的原理及应用
PWM波的原理及应用1. 什么是PWM波PWM（脉冲宽度调制）是一种常用的模拟调制技术，利用可调节脉冲宽度的方波信号来表示模拟信号的一种方法。
PWM波的特点是具有固定的频率和可调节的占空比。
2. PWM波的原理PWM波的原理是通过调整脉冲信号的宽度来控制信号的平均值。
具体步骤如下：1.确定基准信号的周期：PWM波需要一个固定的周期，用来参考脉冲信号的频率。
2.设置脉冲信号的宽度：根据需要控制的设备或电路，确定脉冲的宽度。
3.生成PWM波信号：根据设定的周期和脉冲宽度，生成相应的PWM波信号。
3. PWM波的应用PWM波广泛应用于各个领域，以下是几个典型的应用场景：3.1 调速控制PWM波可以用于控制直流电机的转速。
通过调整PWM波的占空比，可以控制电机的平均功率输出，从而实现对电机转速的精确控制。
3.2 照明控制PWM波可以用于LED调光控制。
通过调整PWM波的占空比，可以控制LED 的亮度，实现灯光的调光效果。
3.3 功率控制PWM波可以用于电力系统的功率控制。
通过调整PWM波的占空比，可以控制功率的输出，实现对电力系统的精确控制。
3.4 音频处理PWM波可以用于音频系统的数字模拟转换。
将音频信号转换为PWM波，再经过滤波处理，可以得到高质量的模拟音频信号。
3.5 温度控制PWM波可以用于温度控制系统。
通过调整PWM波的占空比，可以控制加热元件的加热功率，从而实现对温度的精确控制。
4. PWM波的优点• 4.1 高效能：PWM波可以通过调整占空比来控制能量的传输，从而提高系统的能效。
• 4.2 精确控制：PWM波可以精确地控制设备的输出功率，实现高精度的调节。
• 4.3 简化电路：PWM波可以将模拟信号数字化处理，减少了电路的复杂性。
5. 总结PWM波是一种常用的模拟调制技术，通过调整脉冲信号的宽度来控制信号的平均值。
它广泛应用于各个领域，如调速控制、照明控制、功率控制、音频处理和温度控制等。
什么是脉冲宽度调制它在通信设备中的应用有哪些
什么是脉冲宽度调制它在通信设备中的应用有哪些脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）是一种调制技术，通过改变信号的脉冲宽度来传递信息。
它在通信设备中被广泛应用，下面将详细介绍脉冲宽度调制的原理及其在通信设备中的应用。
一、脉冲宽度调制的原理脉冲宽度调制是一种将模拟信号转换为数字信号的调制技术。
其基本原理是将模拟信号转换为脉冲信号，通过改变脉冲的宽度来表达模拟信号的幅值。
具体而言，脉冲宽度调制将模拟信号进行采样，然后将其转换为数字信号，再通过比较器将数字信号转换为脉冲信号。
根据模拟信号的幅值不同，脉冲信号的脉冲宽度也不同。
这样，通过脉冲宽度调制，我们可以将模拟信号转换为数字信号，并通过脉冲的宽度来传递模拟信号的幅值信息。
二、脉冲宽度调制在通信设备中的应用1. 数字通信脉冲宽度调制在数字通信中扮演了非常重要的角色。
在数字通信中，我们常常需要将数字信号转换为模拟信号进行传输。
脉冲宽度调制可以将数字信号转换为脉冲信号，通过改变脉冲的宽度来表达数字信号的幅值。
这种方式可以有效地传递数字信号，并且具有较高的抗干扰性能。
2. 音频处理在音频处理中，脉冲宽度调制也发挥着重要作用。
通过脉冲宽度调制，我们可以将模拟音频信号转换为数字信号进行处理。
例如，在音频压缩算法中，可以通过将音频信号的幅值信息转换为脉冲信号的宽度信息，从而将音频信号进行有效压缩和传输。
在音频合成器中，脉冲宽度调制也可以用来生成各种不同频率的音频信号。
3. 电力电子技术在电力电子技术中，脉冲宽度调制被广泛应用于调制电压波形。
通过改变脉冲的宽度，可以实现对电压的精确调节。
脉冲宽度调制在交流电动机驱动器、电力变换器和电力调节系统等方面具有广泛的应用。
4. 智能控制系统脉冲宽度调制还被广泛应用于智能控制系统中。
在自动化控制系统中，脉冲宽度调制常用于控制电机的速度和位置。
通过改变脉冲的宽度，可以调节电机的转速和位置，实现智能控制。
PWM波的原理和应用
PWM波的原理和应用1. 原理概述脉冲宽度调制（PWM）是一种调制技术，通过调整脉冲信号的宽度来控制输出信号的平均功率。
PWM波的形式类似于脉冲信号，但它的周期固定，只有脉冲宽度发生变化。
PWM波能够利用数字信号来模拟连续的模拟信号，被广泛应用在电力电子领域、自动化控制系统等领域。
2. PWM波的生成方式在数字电路中，PWM波通常通过计数器和比较器来生成。
生成PWM波的基本步骤如下： 1. 设置计数器的初始值。
2. 计数器不断递增，当计数器的值小于比较器的值时，输出逻辑高电平；当计数器的值大于或等于比较器的值时，输出逻辑低电平。
3. 当计数器的值达到设定的周期时，重新设置计数器的初始值。
3. PWM波的应用3.1 电力电子领域PWM波在电力电子领域发挥着重要的作用，常见应用有： - 变频调速控制：将PWM波直接应用在交流电动机上，可以通过改变PWM波的占空比控制电机转速，实现变频调速。
- 逆变器：逆变器中利用PWM波控制电路的开关状态，将直流电源输出转换为交流电源输出。
- 电力转换器：PWM波可以应用在各种电力转换器中，如交流电压调节器、直流电源和电焊机等。
3.2 自动化控制系统PWM波在自动化控制系统中也有广泛的应用，例如： - 数字-模拟转换器（DAC）：PWM波可以通过滤波电路转换为模拟信号，用于输出到模拟设备。
- 舵机控制：舵机通常使用PWM波进行控制，通过改变PWM波的占空比控制舵机转角。
- LED调光：PWM波可以用于控制LED的亮度，通过改变PWM波的占空比来实现亮度调节。
3.3 在音频和视频领域的应用•音频信号处理：PWM波可以模拟模拟音频信号，通过改变PWM波的占空比来实现音频信号的调节，例如音量控制。
•音频放大器：PWM波可以应用在音频放大器中，将输入音频信号转换为PWM波，再通过滤波电路得到模拟音频信号输出。
•数字电视和显示器：PWM波可以用于控制LED背光的亮度，通过改变PWM波的占空比来实现灰度调制。
PWM波的原理与应用
PWM波的原理与应用1. 什么是PWM波PWM（Pulse Width Modulation）波是一种脉冲宽度调制技术，通过调节脉冲的宽度来控制信号的平均功率。
PWM波通常由一个周期性的高电平和低电平组成，其中高电平的持续时间被称为脉冲宽度，用占空比来表示。
占空比是高电平时间与周期时间之比，通常以百分比的形式表达。
2. PWM波的原理PWM波的原理基于时间上的分解，通过快速开关电源，将电压变为高频的脉冲波形。
在每个周期内，改变脉冲的宽度来控制电流的大小。
当脉冲宽度较大时，平均电流较大；当脉冲宽度较小时，平均电流较小。
这种方式可以在保持电压不变的情况下，改变负载电流的平均值。
3. PWM波的应用3.1 电机控制PWM波广泛应用于电机控制领域。
通过改变PWM波的占空比，可以调节电机的转速和扭矩。
在调速电机中，通常使用PWM信号来驱动电机，通过改变脉冲宽度，控制电机的转速。
而在电动车、步进电机等控制中，PWM波被用来控制电机的转矩。
3.2 LED调光PWM波也常用于LED照明领域。
由于LED的亮度和电流的关系是非线性的，因此使用PWM波来调整亮度是一种常见的方法。
通过改变PWM的占空比，可以调整LED的亮度，实现灯光的调光效果。
由于PWM波的频率较高，人眼无法感知，因此可以实现无闪烁的调光。
3.3 无线通信PWM波也可以用于无线通信系统中。
在调制解调器中，常使用PWM波来调制信号，将模拟信号转换为数字信号进行传输。
在无线电频率调制中，PWM波也被广泛应用于射频信号的调制。
3.4 电力转换PWM波还被应用于电力转换器中。
由于PWM波可以控制电流的平均值，因此在直流-交流转换器、交流-直流转换器等电力转换器中，PWM技术可以有效地实现能量的高效转换和控制。
4. PWM波的优点•高效率：由于PWM波调整电流的平均值而不是电压，因此可以提高能量利用率。
•简单：PWM技术的实现相对简单，成本较低。
•精确控制：通过调整占空比，可以精确地控制电流、功率等参数。
直流斩波脉冲宽度调制方式
直流斩波脉冲宽度调制方式直流斩波脉冲宽度调制（DC chopper pulse width modulation，简称DC-CPWM）是一种常见的电力调制技术，常用于电力转换器和驱动器中。
本文将介绍直流斩波脉冲宽度调制的基本原理、应用场景以及优缺点。
一、基本原理直流斩波脉冲宽度调制是通过改变脉冲宽度来控制输出电压的调制方式。
在直流斩波脉冲宽度调制中，输入直流电压经过开关器件（通常是晶闸管或MOSFET）的开关控制，通过周期性地打开和关闭开关器件，形成一系列脉冲信号。
脉冲的宽度可以根据控制信号的变化而调节，从而实现对输出电压的控制。
二、应用场景直流斩波脉冲宽度调制广泛应用于电力转换器和驱动器中。
其中，常见的应用场景包括：1. 电力转换器：直流斩波脉冲宽度调制可以用于直流-直流变换器（DC-DC converter）中，实现对输出电压的调节。
例如，在电动汽车中，直流斩波脉冲宽度调制可以用于电池充电和放电过程中的电压控制。
2. 伺服驱动器：直流斩波脉冲宽度调制可以用于伺服驱动器中，实现对电机速度和转矩的控制。
通过调节脉冲的宽度，可以改变电机的平均电压，进而调节电机的运行状态。
3. 变频调速器：直流斩波脉冲宽度调制可以用于变频调速器中，实现对交流电机的调速。
通过调节脉冲的宽度，可以改变交流电机的输入电压和频率，从而控制电机的转速。
三、优缺点直流斩波脉冲宽度调制具有以下优点：1. 精度高：直流斩波脉冲宽度调制可以实现对输出电压的精确控制，具有较高的控制精度。
2. 响应快：直流斩波脉冲宽度调制的响应速度快，能够迅速调整输出电压，适用于对电压变化要求较高的场景。
3. 效率高：直流斩波脉冲宽度调制通过控制开关器件的开关状态，可以实现高效能的电力转换。
4. 可靠性高：直流斩波脉冲宽度调制器件简单可靠，容易实现。
然而，直流斩波脉冲宽度调制也存在一些缺点：1. 输出谐波较多：直流斩波脉冲宽度调制会产生较多的谐波，可能对其他设备造成干扰。
脉宽调制方波
脉宽调制方波
标题：脉宽调制方波的原理与应用
一、引言
脉宽调制（PWM）是一种功率控制方式，通过改变信号占空比来调节平均输出功率。
这种技术广泛应用于电力电子设备中，如开关电源、电机驱动器等。
二、脉宽调制方波的原理
脉宽调制方波是由一系列宽度可变的矩形脉冲组成。
这些脉冲的周期是固定的，但其宽度（即脉冲持续时间，或称“占空比”）可以变化。
占空比的变化使得方波的平均电压发生变化，从而实现了对输出功率的控制。
在 PWM 方波中，如果在一个周期内高电平的时间较长，那么方波的平均电压就较高；反之，如果低电平的时间较长，那么方波的平均电压就较低。
因此，通过调整占空比，我们可以改变方波的平均电压，从而实现对输出功率的控制。
三、脉宽调制方波的应用
1. 电机控制：PWM 方波常用于电机的转速和方向控制。
通过改变 PWM 方波的占空比，可以改变电机的平均电压，从而改变电机的速度。
同时，通过改变PWM 方波的相位，可以改变电机的旋转方向。
2. 开关电源：PWM 方波也常用于开关电源的设计。
通过改变 PWM 方波的占空比，可以改变电源的输出电压，从而满足不同的供电需求。
3. LED 照明：在 LED 照明系统中，PWM 方波被用来调整 LED 的亮度。
通过改变 PWM 方波的占空比，可以改变 LED 的平均电流，从而改变其亮度。
四、总结
脉宽调制方波是一种非常实用的功率控制方式，它能够有效地调节输出功率，且具有体积小、效率高等优点。
随着电力电子技术的发展，PWM 方波的应用将越来越广泛。
pwm脉冲的应用场景 -回复
pwm脉冲的应用场景-回复PWM脉冲的应用场景PWM（脉宽调制）脉冲是一种调制技术，通过改变脉冲的宽度来控制特定设备或电路的输出功率。
PWM脉冲广泛应用于各种电子设备和系统中，涵盖了多个领域和行业。
本文将详细介绍PWM脉冲的应用场景，并逐步解释其在各个领域的应用。
第一部分：工业自动化在工业自动化领域，PWM脉冲广泛应用于电机控制，如交流电机、直流电机以及步进电机。
通过调整PWM脉冲的宽度，可以控制电机的转速和转向。
这种精确的控制使得电机可以在不同的工作环境和负载下运行，提高了生产效率和准确度。
另外，PWM脉冲还被用于控制工厂机械设备的开关和阀门。
通过不同的PWM脉冲宽度，可以精确地控制设备的启动和停止，以及工艺参数的调节，例如温度、压力和流量等。
这种控制方式可以实现快速响应和高效运作，提高了生产线的自动化水平。
第二部分：能源管理在能源管理领域，PWM脉冲被广泛用于太阳能和风能发电系统中。
通过PWM脉冲的频率和宽度调节，可以控制光伏电池组或风力发电机的输出电压和电流。
这样可以实现最大功率点追踪（MPPT），提高能源转换效率，并确保系统的稳定工作。
此外，PWM脉冲还用于电池充放电管理系统。
通过调整PWM脉冲的宽度，可以实现精确的电池充电和放电控制，避免过充和过放现象，延长电池的使用寿命。
在电动车和混合动力车辆中，PWM脉冲还可以用于电池充电和动力控制，提高车辆的能源利用率和性能。
第三部分：通信系统PWM脉冲在通信系统中也有广泛的应用。
例如，蓝牙和无线局域网（WLAN）等无线通信协议中的调制信号就是基于PWM技术。
通过改变PWM脉冲的宽度，可以调制和解调数字信号，实现无线数据的传输和接收。
另外，PWM脉冲还可以用于有线通信系统中的编码和解码。
例如，以太网中的以太网物理层（PHY）控制器使用PWM脉冲编码（PAM）来转换数字数据信号为模拟电信号，以及将模拟电信号转换为数字数据信号。
这种编码技术可以实现高速数据传输和抗干扰能力。
激光脉冲宽度调制
激光脉冲宽度调制
激光脉冲宽度调制是指通过改变激光脉冲的持续时间来实现对其特性的调节。
脉冲宽度调制可以通过改变激光器的电流或电压来实现，也可以通过外部光学器件如调制器来实现。
常见的激光脉冲宽度调制技术有直接调制和外消辐射调制。
直接调制是通过改变激光器的驱动电流或电压来改变脉冲宽度，但这种方式会导致频率调制和强度噪声。
外消辐射调制则是利用外部调制器来改变激光脉冲的宽度，可以实现高速和低噪声的调制。
在激光通信、光纤传感、激光雷达等领域，激光脉冲宽度调制广泛应用。
通过调制脉冲宽度，可以实现光信号的编码、解码和调制识别，提高信息传输速率和抗干扰能力。
此外，激光脉冲宽度调制还可以用于精密测量和光谱分析等应用中。
总之，激光脉冲宽度调制技术在光学通信和光电子技术领域具有重要的应用价值，可以实现对激光脉冲特性的精确控制和调节。
简述SPWM的基本原理及应用
简述SPWM的基本原理及应用1. 什么是SPWMSPWM（Sine-wave Pulse Width Modulation），中文名为正弦波脉宽调制，是一种常用的调制技术。
它通过将一个参考信号与一个三角波进行比较，通过改变脉冲宽度来实现输出波形的调制。
SPWM技术广泛用于电力电子领域，特别是在交流调压供电系统中，通过控制晶闸管或IGBT开关管的通断条件，控制输出电压的大小和波形。
SPWM能够产生质量较高的交流电源，被广泛应用于交流电动机驱动、UPS、逆变器等领域。
2. SPWM的基本原理SPWM的基本原理是通过对比参考信号与三角波信号的相位差，确定脉冲宽度的长度，从而控制输出波形的形状。
具体原理如下：•生成参考信号：根据输入的目标频率和幅值，生成一个和所需输出波形一致的正弦信号。
•生成三角波信号：三角波信号是一种连续的、呈线性变化的信号，通常由一个积分单元产生。
该信号用于与参考信号进行比较。
•比较参考信号与三角波信号相位差：参考信号和三角波信号在一个比较器中进行比较，产生一个以三角波信号为基准的脉冲信号。
•控制脉冲宽度：当参考信号的幅值大于三角波信号的幅值时，脉冲宽度较宽；反之，若参考信号幅值小于三角波信号幅值，则脉冲宽度较窄。
•输出波形调制：通过控制脉冲宽度的变化，实现对输出波形的调制。
脉冲宽度的改变导致输出波形的有效值和形状发生变化。
3. SPWM的应用SPWM技术在电力电子领域有着广泛的应用，以下是几个常见的应用场景：3.1 交流电动机驱动SPWM技术可以用于交流电动机驱动系统中，通过控制变频器输出的电压和频率，实现对电动机的速度和转矩的精确控制。
通过调整脉冲宽度和频率，可以使电动机在不同负载条件下运行效果更佳。
3.2 UPS（不间断电源）UPS系统通常使用SPWM技术来实现交流电转直流电并通过逆变器将直流电转换为交流电供应给负载。
SPWM技术可以提供较高的转换效率和高质量的输出电压，保证负载设备的稳定供电。
脉冲宽度调制(PWM)和正弦波脉宽调制(SPWM)变频技术简介
变频技术之PWM调制技术与SPWM调制技术详解变频技术通过改变电力信号的频率来调节电动机、压缩机和其他电气设备的运行速度。
在实际应用中，变频器是变频技术的核心装置，而脉冲宽度调制（PWM）技术和正弦波脉宽调制（SPWM）技术是实现变频器控制的重要手段。
什么是PWM调制技术PWM调制技术通过控制脉冲信号的宽度，实现对输出电压的调节。
在变频技术中，PWM被广泛应用于变频器中，以控制电动机的速度和转矩输出。
通过改变脉冲信号的占空比（脉冲宽度与周期之比），可以实现对电动机的精确控制。
当需要增大输出电压时，增加脉冲信号的宽度；当需要减小输出电压时，减小脉冲信号的宽度。
这种方式使得电动机可以在不同负载条件下保持稳定的转速和扭矩输出。
同时，PWM调制技术还具有响应快、控制精度高、效率高等优点，被广泛应用于各种电力控制系统中。
PWM调制波形如图1所示：图1PWM调制波形PWM技术具有以下优点：高效性：由于PWM技术可以通过调整脉冲宽度来控制电机的输出电压和频率，因此可以实现电机在不同负载条件下的高效运行。
通过减小电机额定电压，PWM技术可以降低电机的功耗，提高整体效率。
精确控制：PWM技术具有响应速度快、控制精度高的特点。
通过微调脉冲宽度和周期，可以实现对电机转速和扭矩的精确调节，满足不同应用的需求。
减少机械冲击：PWM技术可以实现电机的软启动和软停止，减少了机械系统的冲击和磨损，延长了设备的使用寿命。
尽管PWM技术具有许多优点，但也存在一些局限性：谐波问题：PWM技术在产生脉冲信号时会引入谐波成分，可能对电力网络和其他设备造成干扰。
为了减少谐波，需要采取滤波和抑制措施，增加了系统的复杂性和成本。
开关损耗：PWM技术使用高频开关装置，开关的频繁操作会产生开关损耗。
这些损耗会转化为热能，需要适当的散热系统来冷却电路。
EMI干扰：由于高频开关操作，PWM技术可能会产生电磁干扰（EMI），对周围的电子设备和无线通信系统造成干扰。
脉宽调制方波
脉宽调制方波脉宽调制（PWM）是一种广泛应用的数字信号处理技术，通过调整脉冲宽度来模拟连续信号。
脉宽调制技术广泛应用于各种电子设备和系统中，如电机控制、音频处理、开关电源等。
在电机控制领域，PWM技术被广泛应用于直流电机、步进电机、无刷电机等的控制。
通过调整PWM信号的占空比，可以精确地控制电机的速度和转矩。
这种控制方式具有响应速度快、调速范围广、节能等优点。
在音频处理领域，PWM技术被用于产生音频信号。
通过将音频信号转换为PWM信号，可以控制音频功率放大器的开关状态，从而产生连续的音频信号。
PWM音频信号的质量取决于脉冲宽度和频率的精度，因此，高精度的PWM音频信号可以提供高质量的音频输出。
在开关电源领域，PWM技术被用于调节输出电压和电流的大小。
通过调整PWM信号的占空比，可以改变输出电压和电流的平均值，从而实现稳压和恒流输出。
开关电源中的PWM控制器通常具有过流保护、过压保护、欠压保护等功能，以确保电源的安全可靠运行。
除了在上述领域中的应用外，PWM技术还被应用于LED照明、温度控制、压力传感器等多个领域。
通过脉宽调制技术，可以实现精确的控制和调节，提高系统的性能和稳定性。
为了实现精确的脉宽调制，需要使用高精度的定时器和计数器。
此外，还需要注意PWM信号的频率、占空比、死区时间等参数的设置和控制。
在实际应用中，需要根据具体需求和系统参数进行合理的配置和调整，以达到最佳的控制效果。
总之，脉宽调制技术在许多领域都有广泛的应用，是实现数字化控制的重要手段之一。
通过脉宽调制技术，可以实现精确的控制和调节，提高系统的性能和稳定性。
随着数字化技术的不断发展，脉宽调制技术的应用范围还将不断扩大，为各领域的创新和发展提供重要的技术支持。
在电机控制方面，PWM技术可以用于实现直流电机的速度控制和方向控制。
通过改变PWM信号的占空比，可以调节电机驱动器的输入电压，从而改变电机的转速和方向。
这种控制方式具有简单、可靠、成本低等优点，因此在电动自行车、电动汽车等领域得到广泛应用。
脉宽调制的基本原理及其应用实例
脉宽调制的基本原理及其应用实例2009-12-16 20:17:00| 分类：驱动控制| 标签：|字号大中小订阅脉冲宽度调制(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。
一、脉冲宽度调制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。
脉冲宽度调制（PWM）是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。
通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。
PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(ON)，要么完全无(OFF)。
电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。
通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。
只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM 进行编码。
脉冲宽度调制（PWM）是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。
通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。
PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(ON)，要么完全无(OFF)。
电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。
通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。
只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码。
脉冲宽度调制技术
脉冲宽度调制技术一、脉冲宽度调制技术简介脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）技术是一种将模拟信号转换为脉冲信号来控制数字系统的技术。
它通过改变脉冲信号的宽度来调整输出信号的平均功率，从而实现对电子设备的精确控制。
脉冲宽度调制技术在现代控制系统、通信系统、嵌入式系统和电力电子等领域得到广泛应用。
二、脉冲宽度调制技术的原理脉冲宽度调制技术基于周期重复的脉冲信号，其原理可以简单描述为以下几个步骤：1.根据输入的模拟信号的幅值，将其转换为数字信号。
2.将数字信号与一个周期性的基准信号进行比较。
3.根据比较结果，调整输出信号的脉冲宽度。
根据脉冲宽度调制技术的原理，可以得到一个重要结论：脉冲宽度越宽，对应的平均功率就越大；脉冲宽度越窄，对应的平均功率就越小。
通过调整脉冲宽度，我们可以精确控制输出信号的功率，从而达到对电子设备的精确控制。
三、脉冲宽度调制技术的应用3.1 电力电子脉冲宽度调制技术在电力电子领域得到广泛应用。
例如，在直流电源中，通过PWM技术可以调整电压的平均值，从而实现对电力输出的控制。
此外，在交流电压调节、变频调速和电力传输等方面，PWM技术也具有重要的应用价值。
3.2 控制系统脉冲宽度调制技术在控制系统中用于数字调节。
通过PWM技术，可以精确控制输出信号的幅值和频率，实现对系统的精确控制。
例如，在电机控制、温度控制和照明控制等领域，PWM技术都发挥着重要作用。
3.3 通信系统在通信系统中，脉冲宽度调制技术主要用于数字信号的调制与解调。
通过PWM技术，可以将数字信号转换为脉冲信号进行传输，从而实现高效而可靠的数据传输。
在无线通信、网络通信和数字广播等方面，PWM技术都具有广泛的应用。
3.4 嵌入式系统脉冲宽度调制技术在嵌入式系统中扮演着重要角色。
通过PWM技术，可以对嵌入式系统中的各种设备进行精确控制，包括电机、LED灯和蜂鸣器等。
嵌入式系统中的PWM控制信号可以灵活调整，满足不同设备的需求。
pwm(脉冲宽度调制)的工作原理、分类及其应用
pwm(脉冲宽度调制)的工作原理、分类及其应用PWM（Pulse Width Modulation, 脉冲宽度调制）是一种通过改变电路输出高低电平的时间比例，来产生不同的输出电压或输出功率的调制技术。
它被广泛应用于电机控制、照明调节、电源管理等领域。
PWM的工作原理是通过给定一个周期，然后在每个周期内分配一个脉冲宽度，从而产生输出信号。
其输出信号的高低电平比例能够被改变，从而可以控制输出电流或电压的大小。
PWM技术的基本原理是：将所需控制的模拟信号与一个高频的脉冲信号进行比较，通过改变脉冲信号的占空比来控制模拟信号的大小。
根据输出信号的周期和脉冲宽度的变化方式，PWM可分为以下几种类型：1. 单极性PWM：输出信号只有高电平和低电平两种状态，不会出现中间状态。
单极性PWM输出的波形呈现方波状，行驶平稳，肉眼观测基本无抖动。
2. 双极性PWM：可以产生负电压的PWM输出方式，信号可以在赫兹周期内的0V ~ + Vcc 之间波动，同时也可以在0V ~ -Vcc之间波动。
3. 比例PWM：比例PWM是根据输入信号的幅值变化，改变信号高低电平比例的一种方式。
比例PWM输出的波形呈现类似圆形的波形，行驶上比单极性PWM要更稳。
PWM技术被广泛应用于各种领域，例如：1. 电机控制：具有比较器作用的PWM电路，可以通过对电机施加不同的电压和电流，实现电机转速、方向、扭矩等参数的控制。
2. 照明调节：通过调节灯具对PWM信号的响应能力来改变灯光亮度，实现明暗程度的调节。
3. 电源管理：PWM技术可以用来调节电源的输出电压和电流，实现负载的动态功率管理，增强电源的效率和稳定性。
总之，PWM技术是一种能够获取精确控制的调制技术，被广泛应用于各种领域，它在现代电子工业中的作用不可替代。
电力电子技术中的PWM调制技术是什么
电力电子技术中的PWM调制技术是什么在电力电子技术领域中，脉宽调制（PWM）技术是一种常用的调节电压或电流的方法。
PWM技术通过改变电压或电流的占空比（即高电平与总周期的比值）来实现对输出的调整。
本文将介绍PWM调制技术的基本原理及其应用。
一、PWM调制技术的基本原理PWM调制技术的基本原理是通过调节信号的脉冲宽度来控制输出电压或电流的大小。
PWM信号通常由一个固定频率的基准信号和一个可变宽度的调制信号叠加而成。
根据调制信号的宽度，可以将基准信号分为高电平和低电平两部分，从而实现对输出信号的控制。
PWM调制技术的原理可以通过以下公式来表示：V_avg = (D/T) * V_ref其中，V_avg表示输出电压（或电流）的平均值，D表示调制信号的脉冲宽度，T表示基准信号的周期，V_ref表示基准电压（或电流）。
通过调整调制信号的占空比D/T，可以实现对输出信号的精确控制。
当D/T=0时，输出信号的平均值为0；当D/T=1时，输出信号的平均值等于基准信号的幅值。
通过改变D/T的值，可以在这两个极限之间调节输出信号的大小。
二、PWM调制技术的应用1. 电力转换器在电力转换器中广泛应用PWM调制技术。
通过PWM技术，可以精确控制电力转换器的输出波形，以满足不同的需求。
例如，在直流-交流变换器（DC-AC）中，PWM技术可以用来实现对输出交流电压的频率和幅值的调节。
在交流-直流变换器（AC-DC）中，PWM技术可以用于实现对输出直流电压的稳定控制。
2. 变频驱动器PWM调制技术也被广泛应用于变频驱动器中。
变频驱动器通过调节电机的频率和电压，实现对电机转速的控制。
PWM技术可以精确地控制电机供电的电压和频率，从而实现对电机转速的调节。
这种调制方法可以提高电机的效率和响应速度。
3. LED调光在LED照明领域，PWM调制技术被用于实现LED的调光。
通过改变PWM信号的占空比，可以控制LED的亮度。
由于LED的亮度与电流的关系是非线性的，PWM调制技术可以提供更精确的亮度控制，而且可以降低功耗。
PWM的基本原理及其应用实例
PWM的基本原理及其应用实例1. PWM的基本原理脉宽调制（PWM），是一种电脉冲宽度变化的模拟调制技术。
它通过改变电信号脉冲的宽度，来传递模拟信号。
PWM的基本原理可以总结如下：•脉冲宽度调制： PWM信号的基本特点是强度恒定，即信号的幅度不变，只是脉冲的宽度发生变化。
•周期和频率： PWM信号由一个周期组成，周期是两次信号脉冲的时间间隔。
频率是每秒钟的周期数，常用单位为赫兹（Hz）。
•占空比： PWM信号的占空比是指高电平占一个周期时间的比例。
通常用百分比来表示。
•模拟信号传输： PWM信号通过改变脉冲的宽度来传输模拟信号。
脉冲宽度越宽，表示模拟信号的幅度越大；脉冲宽度越窄，表示模拟信号的幅度越小。
脉宽调制的过程中，通常使用一个可调节占空比的计时器来实现。
通过改变计时器的计数值，可以改变脉冲的周期和宽度，从而实现对PWM信号的调节。
2. PWM的应用实例PWM技术在许多领域都有广泛的应用。
以下是几个常见的应用实例：2.1 电机控制PWM技术在电机控制中起到关键作用。
通过调整PWM信号的占空比，可以控制电机的转速和转向。
具体应用如下：•电机驱动： PWM信号用于驱动直流电机、步进电机和无刷直流电机等。
通过改变PWM信号的占空比，可以控制电机的速度。
•电机方向：通过将两个PWM信号交替使用，可以控制电机的正反转。
2.2 照明控制PWM技术在照明控制中也有着广泛的应用。
通过调整PWM信号的占空比和频率，可以实现灯光的亮度和颜色调节。
具体应用如下：•LED调光： PWM信号用于调节LED灯的亮度。
通过改变PWM信号的占空比，可以调整LED灯的亮度。
•RGB灯控制： PWM信号用于控制RGB灯的颜色。
通过改变不同PWM信号的占空比，可以实现对各个颜色通道的控制。
2.3 电源变换器PWM技术在电源变换器中也有着重要的应用。
通过调整PWM信号的占空比和频率，可以实现电源的高效变换和稳定输出。
具体应用如下：•DC-DC变换器： PWM信号用于控制DC-DC变换器的输出电压。
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脉冲宽度调制目录[隐藏]一、脉冲宽度调制基本原理二、脉冲宽度调制具体过程三、脉冲宽度调制的优点四、脉冲宽度调制控制方法五、脉冲宽度调制相关应用领域六、脉冲宽度调制技术的具体应用一、脉冲宽度调制基本原理二、脉冲宽度调制具体过程三、脉冲宽度调制的优点四、脉冲宽度调制控制方法五、脉冲宽度调制相关应用领域六、脉冲宽度调制技术的具体应用脉冲宽度调制(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。
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]一、脉冲宽度调制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。
模拟电压和电流可直接用来进行控制，如对汽车收音机的音量进行控制。
在简单的模拟收音机中，音量旋钮被连接到一个可变电阻。
拧动旋钮时，电阻值变大或变小；流经这个电阻的电流也随之增加或减少，从而改变了驱动扬声器的电流值，使音量相应变大或变小。
与收音机一样，模拟电路的输出与输入成线性比例。
尽管模拟控制看起来可能直观而简单，但它并不总是非常经济或可行的。
其中一点就是，模拟电路容易随时间漂移，因而难以调节。
能够解决这个问题的精密模拟电路可能非常庞大、笨重(如老式的家庭立体声设备)和昂贵。
模拟电路还有可能严重发热，其功耗相对于工作元件两端电压与电流的乘积成正比。
模拟电路还可能对噪声很敏感，任何扰动或噪声都肯定会改变电流值的大小。
通过以数字方式控制模拟电路，可以大幅度降低系统的成本和功耗。
此外，许多微控制器和DSP已经在芯片上包含了PWM控制器，这使数字控制的实现变得更加容易了。
[编辑本段]二、脉冲宽度调制具体过程脉冲宽度调制（PWM）是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。
通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。
PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(O N)，要么完全无(OFF)。
电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。
通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。
只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码。
多数负载(无论是电感性负载还是电容性负载)需要的调制频率高于10Hz，通常调制频率为1kHz到200kHz之间。
许多微控制器内部都包含有PWM控制器。
例如，Microchip公司的PIC16C67内含两个PWM控制器，每一个都可以选择接通时间和周期。
占空比是接通时间与周期之比；调制频率为周期的倒数。
执行PWM操作之前，这种微处理器要求在软件中完成以下工作：1、设置提供调制方波的片上定时器/计数器的周期2、在PWM控制寄存器中设置接通时间3、设置PWM输出的方向，这个输出是一个通用I/O管脚4、启动定时器5、使能PWM控制器[编辑本段]三、脉冲宽度调制的优点PWM的一个优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的，无需进行数模转换。
让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小。
噪声只有在强到足以将逻辑1改变为逻辑0或将逻辑0改变为逻辑1时，也才能对数字信号产生影响。
对噪声抵抗能力的增强是PWM相对于模拟控制的另外一个优点，而且这也是在某些时候将PWM用于通信的主要原因。
从模拟信号转向PWM可以极大地延长通信距离。
在接收端，通过适当的RC或LC网络可以滤除调制高频方波并将信号还原为模拟形式。
总之，PWM既经济、节约空间、抗噪性能强，是一种值得广大工程师在许多设计应用中使用的有效技术。
[编辑本段]四、脉冲宽度调制控制方法采样控制理论中有一个重要结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同.PWM控制技术就是以该结论为理论基础,对半导体开关器件的导通和关断进行控制,使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲,用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形.按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制,既可改变逆变电路输出电压的大小,也可改变输出频率.PWM控制的基本原理很早就已经提出,但是受电力电子器件发展水平的制约,在上世纪80年代以前一直未能实现.直到进入上世纪80年代,随着全控型电力电子器件的出现和迅速发展,PWM控制技术才真正得到应用.随着电力电子技术,微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法,如现代控制理论,非线性系统控制思想的应用,PWM控制技术获得了空前的发展.到目前为止,已出现了多种PWM控制技术,根据PWM控制技术的特点,到目前为止主要有以下8类方法.4.1、相电压控制PWM4.1.1、等脉宽PWM法[1]VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)装置在早期是采用PAM(Pulse A mplitude Modulation)控制技术来实现的,其逆变器部分只能输出频率可调的方波电压而不能调压.等脉宽PWM法正是为了克服PAM法的这个缺点发展而来的,是PWM 法中最为简单的一种.它是把每一脉冲的宽度均相等的脉冲列作为PWM波,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.相对于PAM法,该方法的优点是简化了电路结构,提高了输入端的功率因数,但同时也存在输出电压中除基波外,还包含较大的谐波分量.4.1.2、随机PWM在上世纪70年代开始至上世纪80年代初,由于当时大功率晶体管主要为双极性达林顿三极管,载波频率一般不超过5kHz,电机绕组的电磁噪音及谐波造成的振动引起了人们的关注.为求得改善,随机PWM方法应运而生.其原理是随机改变开关频率使电机电磁噪音近似为限带白噪声(在线性频率坐标系中,各频率能量分布是均匀的),尽管噪音的总分贝数未变,但以固定开关频率为特征的有色噪音强度大大削弱.正因为如此,即使在IGBT已被广泛应用的今天,对于载波频率必须限制在较低频率的场合,随机PWM仍然有其特殊的价值;另一方面则说明了消除机械和电磁噪音的最佳方法不是盲目地提高工作频率,随机PWM技术正是提供了一个分析,解决这种问题的全新思路.4.1.3、SPWM法SPWM(Sinusoidal PWM)法是一种比较成熟的,目前使用较广泛的PWM法.前面提到的采样控制理论中的一个重要结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同.SPWM法就是以该结论为理论基础,用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆变电路中开关器件的通断,使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等,通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值.该方法的实现有以下几种方案.4.1.3.1、等面积法该方案实际上就是SPWM法原理的直接阐释,用同样数量的等幅而不等宽的矩形脉冲序列代替正弦波,然后计算各脉冲的宽度和间隔,并把这些数据存于微机中,通过查表的方式生成PWM信号控制开关器件的通断,以达到预期的目的.由于此方法是以SPWM控制的基本原理为出发点,可以准确地计算出各开关器件的通断时刻,其所得的的波形很接近正弦波,但其存在计算繁琐,数据占用内存大,不能实时控制的缺点.4.1.3.2、硬件调制法硬件调制法是为解决等面积法计算繁琐的缺点而提出的,其原理就是把所希望的波形作为调制信号,把接受调制的信号作为载波,通过对载波的调制得到所期望的PW M波形.通常采用等腰三角波作为载波,当调制信号波为正弦波时,所得到的就是SPW M波形.其实现方法简单,可以用模拟电路构成三角波载波和正弦调制波发生电路,用比较器来确定它们的交点,在交点时刻对开关器件的通断进行控制,就可以生成SPWM 波.但是,这种模拟电路结构复杂,难以实现精确的控制.4.1.3.3、软件生成法由于微机技术的发展使得用软件生成SPWM波形变得比较容易,因此,软件生成法也就应运而生.软件生成法其实就是用软件来实现调制的方法,其有两种基本算法,即自然采样法和规则采样法.4.1.3.3.1、自然采样法[2]以正弦波为调制波,等腰三角波为载波进行比较,在两个波形的自然交点时刻控制开关器件的通断,这就是自然采样法.其优点是所得SPWM波形最接近正弦波,但由于三角波与正弦波交点有任意性,脉冲中心在一个周期内不等距,从而脉宽表达式是一个超越方程,计算繁琐,难以实时控制.4.1.3.3.2、规则采样法[3]规则采样法是一种应用较广的工程实用方法,一般采用三角波作为载波.其原理就是用三角波对正弦波进行采样得到阶梯波,再以阶梯波与三角波的交点时刻控制开关器件的通断,从而实现SPWM法.当三角波只在其顶点(或底点)位置对正弦波进行采样时,由阶梯波与三角波的交点所确定的脉宽,在一个载波周期(即采样周期)内的位置是对称的,这种方法称为对称规则采样.当三角波既在其顶点又在底点时刻对正弦波进行采样时,由阶梯波与三角波的交点所确定的脉宽,在一个载波周期(此时为采样周期的两倍)内的位置一般并不对称,这种方法称为非对称规则采样.规则采样法是对自然采样法的改进,其主要优点就是是计算简单,便于在线实时运算,其中非对称规则采样法因阶数多而更接近正弦.其缺点是直流电压利用率较低,线性控制范围较小.以上两种方法均只适用于同步调制方式中.4.1.3.4、低次谐波消去法[2]低次谐波消去法是以消去PWM波形中某些主要的低次谐波为目的的方法.其原理是对输出电压波形按傅氏级数展开,表示为u(ωt)=ansinnωt,首先确定基波分量a1的值,再令两个不同的an=0,就可以建立三个方程,联立求解得a1,a2及a3,这样就可以消去两个频率的谐波.该方法虽然可以很好地消除所指定的低次谐波,但是,剩余未消去的较低次谐波的幅值可能会相当大,而且同样存在计算复杂的缺点.该方法同样只适用于同步调制方式中.4.1.4、梯形波与三角波比较法[2]前面所介绍的各种方法主要是以输出波形尽量接近正弦波为目的,从而忽视了直流电压的利用率,如SPWM法,其直流电压利用率仅为86.6%.因此,为了提高直流电压利用率,提出了一种新的方法--梯形波与三角波比较法.该方法是采用梯形波作为调制信号,三角波为载波,且使两波幅值相等,以两波的交点时刻控制开关器件的通断实现P WM控制.由于当梯形波幅值和三角波幅值相等时,其所含的基波分量幅值已超过了三角波幅值,从而可以有效地提高直流电压利用率.但由于梯形波本身含有低次谐波,所以输出波形中含有5次,7次等低次谐波.4.2、线电压控制PWM前面所介绍的各种PWM控制方法用于三相逆变电路时,都是对三相输出相电压分别进行控制的,使其输出接近正弦波,但是,对于像三相异步电动机这样的三相无中线对称负载,逆变器输出不必追求相电压接近正弦,而可着眼于使线电压趋于正弦.因此,提出了线电压控制PWM,主要有以下两种方法.4.2.1、马鞍形波与三角波比较法马鞍形波与三角波比较法也就是谐波注入PWM方式(HIPWM),其原理是在正弦波中加入一定比例的三次谐波,调制信号便呈现出马鞍形,而且幅值明显降低,于是在调制信号的幅值不超过载波幅值的情况下,可以使基波幅值超过三角波幅值,提高了直流电压利用率.在三相无中线系统中,由于三次谐波电流无通路,所以三个线电压和线电流中均不含三次谐波[4].除了可以注入三次谐波以外,还可以注入其他3倍频于正弦波信号的其他波形,这些信号都不会影响线电压.这是因为,经过PWM调制后逆变电路输出的相电压也必然包含相应的3倍频于正弦波信号的谐波,但在合成线电压时,各相电压中的这些谐波将互相抵消,从而使线电压仍为正弦波.4.2.2、单元脉宽调制法[5]因为,三相对称线电压有Uuv+Uvw+Uwu=0的关系,所以,某一线电压任何时刻都等于另外两个线电压负值之和.现在把一个周期等分为6个区间,每区间60°,对于某一线电压例如Uuv,半个周期两边60°区间用Uuv本身表示,中间60°区间用-(Uvw+Uwu)表示,当将Uvw和Uwu作同样处理时,就可以得到三相线电压波形只有半周内两边60°区间的两种波形形状,并且有正有负.把这样的电压波形作为脉宽调制的参考信号,载波仍用三角波,并把各区间的曲线用直线近似(实践表明,这样做引起的误差不大,完全可行),就可以得到线电压的脉冲波形,该波形是完全对称,且规律性很强,负半周是正半周相应脉冲列的反相,因此,只要半个周期两边60°区间的脉冲列一经确定,线电压的调制脉冲波形就唯一地确定了.这个脉冲并不是开关器件的驱动脉冲信号,但由于已知三相线电压的脉冲工作模式,就可以确定开关器件的驱动脉冲信号了.该方法不仅能抑制较多的低次谐波,还可减小开关损耗和加宽线性控制区,同时还能带来用微机控制的方便,但该方法只适用于异步电动机,应用范围较小.4.3、电流控制PWM电流控制PWM的基本思想是把希望输出的电流波形作为指令信号,把实际的电流波形作为反馈信号,通过两者瞬时值的比较来决定各开关器件的通断,使实际输出随指令信号的改变而改变.其实现方案主要有以下3种.4.3.1、滞环比较法[4]这是一种带反馈的PWM控制方式,即每相电流反馈回来与电流给定值经滞环比较器,得出相应桥臂开关器件的开关状态,使得实际电流跟踪给定电流的变化.该方法的优点是电路简单,动态性能好,输出电压不含特定频率的谐波分量.其缺点是开关频率不固定造成较为严重的噪音,和其他方法相比,在同一开关频率下输出电流中所含的谐波较多.4.3.2、三角波比较法[2]该方法与SPWM法中的三角波比较方式不同,这里是把指令电流与实际输出电流进行比较,求出偏差电流,通过放大器放大后再和三角波进行比较,产生PWM波.此时开关频率一定,因而克服了滞环比较法频率不固定的缺点.但是,这种方式电流响应不如滞环比较法快.4.3.3、预测电流控制法[6]预测电流控制是在每个调节周期开始时,根据实际电流误差,负载参数及其它负载变量,来预测电流误差矢量趋势,因此,下一个调节周期由PWM产生的电压矢量必将减小所预测的误差.该方法的优点是,若给调节器除误差外更多的信息,则可获得比较快速,准确的响应.目前,这类调节器的局限性是响应速度及过程模型系数参数的准确性.4.4、空间电压矢量控制PWM [7]空间电压矢量控制PWM(SVPWM)也叫磁通正弦PWM法.它以三相波形整体生成效果为前提,以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的,用逆变器不同的开关模式所产生的实际磁通去逼近基准圆磁通,由它们的比较结果决定逆变器的开关,形成PWM波形.此法从电动机的角度出发,把逆变器和电机看作一个整体,以内切多边形逼近圆的方式进行控制,使电机获得幅值恒定的圆形磁场(正弦磁通).具体方法又分为磁通开环式和磁通闭环式.磁通开环法用两个非零矢量和一个零矢量合成一个等效的电压矢量,若采样时间足够小,可合成任意电压矢量.此法输出电压比正弦波调制时提高15%,谐波电流有效值之和接近最小.磁通闭环式引入磁通反馈,控制磁通的大小和变化的速度.在比较估算磁通和给定磁通后,根据误差决定产生下一个电压矢量,形成PWM波形.这种方法克服了磁通开环法的不足,解决了电机低速时,定子电阻影响大的问题,减小了电机的脉动和噪音.但由于未引入转矩的调节,系统性能没有得到根本性的改善.4.5、矢量控制PWM[8]矢量控制也称磁场定向控制,其原理是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia,Ib及Ic,通过三相/二相变换,等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1及Ib1,再通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1及It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流;It1相当于与转矩成正比的电枢电流),然后模仿对直流电动机的控制方法,实现对交流电动机的控制.其实质是将交流电动机等效为直流电动机,分别对速度,磁场两个分量进行独立控制.通过控制转子磁链,然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量,经坐标变换,实现正交或解耦控制.但是,由于转子磁链难以准确观测,以及矢量变换的复杂性,使得实际控制效果往往难以达到理论分析的效果,这是矢量控制技术在实践上的不足.此外.它必须直接或间接地得到转子磁链在空间上的位置才能实现定子电流解耦控制,在这种矢量控制系统中需要配置转子位置或速度传感器,这显然给许多应用场合带来不便.4.6、直接转矩控制PWM[8]1985年德国鲁尔大学Depenbrock教授首先提出直接转矩控制理论(Direct Tor que Control简称DTC).直接转矩控制与矢量控制不同,它不是通过控制电流,磁链等量来间接控制转矩,而是把转矩直接作为被控量来控制,它也不需要解耦电机模型,而是在静止的坐标系中计算电机磁通和转矩的实际值,然后,经磁链和转矩的Band-Band 控制产生PWM信号对逆变器的开关状态进行最佳控制,从而在很大程度上解决了上述矢量控制的不足,能方便地实现无速度传感器化,有很快的转矩响应速度和很高的速度及转矩控制精度,并以新颖的控制思想,简洁明了的系统结构,优良的动静态性能得到了迅速发展.但直接转矩控制也存在缺点,如逆变器开关频率的提高有限制.4.7、非线性控制PWM单周控制法[7]又称积分复位控制(Integration Reset Control,简称IRC),是一种新型非线性控制技术,其基本思想是控制开关占空比,在每个周期使开关变量的平均值与控制参考电压相等或成一定比例.该技术同时具有调制和控制的双重性,通过复位开关,积分器,触发电路,比较器达到跟踪指令信号的目的.单周控制器由控制器,比较器,积分器及时钟组成,其中控制器可以是RS触发器,其控制原理如图1所示.图中K可以是任何物理开关,也可是其它可转化为开关变量形式的抽象信号.单周控制在控制电路中不需要误差综合,它能在一个周期内自动消除稳态,瞬态误差,使前一周期的误差不会带到下一周期.虽然硬件电路较复杂,但其克服了传统的PW M控制方法的不足,适用于各种脉宽调制软开关逆变器,具有反应快,开关频率恒定,鲁棒性强等优点,此外,单周控制还能优化系统响应,减小畸变和抑制电源干扰,是一种很有前途的控制方法.4.8、谐振软开关PWM传统的PWM逆变电路中,电力电子开关器件硬开关的工作方式,大的开关电压电流应力以及高的du/dt和di/dt限制了开关器件工作频率的提高,而高频化是电力电子主要发展趋势之一,它能使变换器体积减小,重量减轻,成本下降,性能提高,特别当开关频率在18kHz以上时,噪声将已超过人类听觉范围,使无噪声传动系统成为可能.谐振软开关PWM的基本思想是在常规PWM变换器拓扑的基础上,附加一个谐振网络,谐振网络一般由谐振电感,谐振电容和功率开关组成.开关转换时,谐振网络工作使电力电子器件在开关点上实现软开关过程,谐振过程极短,基本不影响PWM技术的实现.从而既保持了PWM技术的特点,又实现了软开关技术.但由于谐振网络在电路中的存在必然会产生谐振损耗,并使电路受固有问题的影响,从而限制了该方法的应用。