PWM控制原理
PWM控制原理
PWM控制原理PWM（Pulse Width Modulation）即脉宽调制技术，是一种通过改变脉冲信号的高电平时间占比来实现对电压、电流等信号的模拟调节的技术方法。
PWM控制原理主要包括：PWM信号生成、PWM信号加载、PWM信号解调和PWM控制应用等几个方面。
本文将从每个方面进行详细介绍。
1.PWM信号生成PWM信号生成通常通过计数器和比较器实现。
计数器负责产生一个周期性的方波信号，而比较器则用来与一个可调节的占空比参数进行比较生成PWM信号。
计数器的周期取决于所需的PWM信号频率，而占空比参数则决定了高电平的时间。
2.PWM信号加载PWM信号加载是指将PWM信号加载到需要控制的设备或器件上，例如将PWM信号加载到电机驱动模块上，通过改变PWM信号的占空比来调节电机转速。
通常会使用MOSFET或IGBT等功率开关器件来实现PWM信号的加载。
这些功率开关器件的开关速度要足够快，以充分利用PWM信号的调节性能。
3.PWM信号解调PWM信号解调是指将PWM信号转换成模拟量信号，以便进行后续的处理或控制。
解调的过程通常使用低通滤波器来平滑PWM信号，滤除高频成分，从而得到一个平均值相对稳定的模拟量信号。
解调的输出值与PWM信号的占空比成正比，因此可以实现对信号的精确控制。
4.PWM控制应用PWM控制的应用非常广泛，常见的应用包括：电机控制、照明调光、直流-直流转换器、交流-直流转换器、无线通信、数字音频等。
在电机控制中，PWM信号的占空比可以决定电机的转速，同时也可以实现对电机的逆变控制，例如反转、制动等功能。
在照明调光中，PWM信号的占空比可以决定灯光的亮度，通过改变PWM信号的占空比，可以实现灯光的调光功能。
在直流-直流转换器中，PWM信号可以控制开关管的开关频率和占空比，通过改变占空比可以实现输出电压或电流的调节。
总结：PWM控制利用脉冲信号的高电平时间占比来实现对电压、电流等信号的模拟调节。
PWM控制的基本原理
PWM控制的基本原理PWM（Pulse Width Modulation）控制——脉冲宽度调制技术，通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。
PWM控制技术在逆变电路中应用最广，应用的逆变电路绝大部分是PWM型，PWM 控制技术正是有赖于在逆变电路中的应用，才确定了它在电力电子技术中的重要地位。
理论基础：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。
冲量指窄脉冲的面积。
效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。
低频段非常接近，仅在高频段略有差异。
图1形状不同而冲量相同的各种窄脉冲面积等效原理：分别将如图1所示的电压窄脉冲加在一阶惯性环节（R-L电路）上，如图2a所示。
其输出电流i(t)对不同窄脉冲时的响应波形如图2b所示。
从波形可以看出，在i(t)的上升段，i(t)的形状也略有不同，但其下降段则几乎完全相同。
脉冲越窄，各i(t)响应波形的差异也越小。
如果周期性地施加上述脉冲，则响应i(t)也是周期性的。
用傅里叶级数分解后将可看出，各i(t)在低频段的特性将非常接近，仅在高频段有所不同。
图2 冲量相同的各种窄脉冲的响应波形用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波，正弦半波N等分，看成N个相连的脉冲序列，宽度相等，但幅值不等；用矩形脉冲代替，等幅，不等宽，中点重合，面积（冲量）相等，宽度按正弦规律变化。
SPWM波形——脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形。
图3 用PWM波代替正弦半波要改变等效输出正弦波幅值，按同一比例改变各脉冲宽度即可。
PWM电流波：电流型逆变电路进行PWM控制，得到的就是PWM电流波。
PWM波形可等效的各种波形：直流斩波电路：等效直流波形SPWM波：等效正弦波形，还可以等效成其他所需波形，如等效所需非正弦交流波形等，其基本原理和SPWM控制相同，也基于等效面积原理。
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，而本文介绍的是在镍氢电池智能充电器中采用的脉宽PWM法。
pwm控制器电路原理
PWM控制器电路原理详解什么是PWM控制器？PWM（Pulse Width Modulation，脉宽调制）控制器是一种通过控制信号的脉宽来控制电路的开关状态的电子设备。
它可以将一个模拟信号转换为一个数字信号，并通过调整数字信号的脉宽来控制输出电路的平均电压或电流。
PWM控制器主要由一个比较器、一个计时器和一个输出驱动器组成。
比较器用于比较输入信号和计时器的计数值，计时器用于生成一个可调节的周期性信号，输出驱动器则根据比较器的结果来控制输出信号的状态。
PWM控制器的工作原理PWM控制器的工作原理基于脉宽调制技术，通过调整信号的脉宽来控制电路的输出。
其基本原理如下：1.计时器产生周期性信号：PWM控制器中的计时器会根据设定的参数，如频率和占空比，产生一个周期性的信号。
这个信号的周期决定了PWM信号的频率，而占空比则决定了PWM信号的高电平时间与周期时间的比例。
2.输入信号与计时器进行比较：PWM控制器会将输入信号与计时器的计数值进行比较。
计数值与设定的占空比相关，当计数值小于输入信号时，输出信号为高电平，否则为低电平。
3.输出驱动器控制输出信号：根据比较器的结果，输出驱动器会控制输出信号的状态。
当比较器判定输入信号大于计数值时，输出驱动器会将输出信号置为高电平；反之，输出信号则为低电平。
4.通过滤波器平滑输出信号：PWM输出信号通常需要通过一个低通滤波器进行平滑处理，以去除高频成分，得到平均电压或电流。
PWM控制器的优点和应用PWM控制器具有以下优点：1.高效性：PWM控制器通过对电路的开关状态进行调整，可以实现高效的能量转换。
由于开关状态只有两种，能量损耗较小，效率较高。
2.精确性：PWM控制器可以通过调整脉宽来精确地控制输出电路的平均电压或电流。
通过改变脉宽，可以实现对输出信号的精确控制。
3.灵活性：PWM控制器可以根据需要调整频率和占空比，以适应不同的应用场景。
频率可以控制输出信号的响应速度，占空比可以调整输出信号的幅值。
单片机pwm控制的基本原理
单片机pwm控制的基本原理
单片机PWM（PulseWidthModulation）控制通常指的是使用单片机来控制外围设备的调制方法，其实它的原理是利用单片机定时器发出的定时脉冲信号，进而来控制PWM输出端的对外输出信号的持续时间，又可以称之为“宽度调制”或“脉宽调制”。
两种常见的PWM控制方式：
1. 定时器模式PWM控制
定时器模式PWM控制，利用单片机的定时器，根据定时器的控制寄存器的设定及定时器中断功能，以及单片机的IO口，定义出一定
的脉冲信号，从而可以控制外围设备，如PWM输出端电平在定时器产生中断前的一段时间处于高电平，而定时器产生中断后，又处于低电平，来模拟出一定频率的脉冲信号，从而来控制外围设备。
2. 比较器PWM控制
比较器PWM控制，利用单片机的比较器，可以定义出一定的脉冲信号，从而来控制外围设备，其特点是时间精度比较高，实际操作中，单片机的比较器可考虑用来控制电机的占空比，对于较高要求的控制，则比较器PWM控制有着比较大的优势。
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pwm控制器,PWM功能原理
pwm 控制器，PWM 功能原理
脉宽调制（PWM）是指用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制，是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。
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。
许多微控制器内都包含PWM 控制器。
pwm 控制器基本原理
PWM 控制基本原理依据：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相同。
PWM 控制原理，将波形分为6 等份，可由6 个方波等效替代。
脉宽调制的分类方法有多种，如单极性和双极性，同步式和异步式，矩形波调制和正弦波调制等。
单极性PWM 控制法指在半个周期内载波只在一个方向变换，所得PWM 波形也只在一个方向变化，而双极性PWM 控制法在半个周期内载波在两个方向变化，所得PWM 波形也在两个方向变化。
根据载波信号同调制信号是否保持同步，PWM 控制又可分为同步调制和异步调制。
矩形波脉宽调制的特点是输出脉宽列是等宽的，只能控制一定次数。
pwm基本原理
pwm基本原理一、引言PWM（Pulse Width Modulation）是一种通过调整脉冲信号的宽度来控制电路的一种技术。
在电子领域中，PWM广泛应用于数字调光、电机调速、音频处理等领域。
本文将从基本原理、应用场景和实现方法三个方面对PWM进行深入探讨。
二、基本原理PWM的基本原理是通过改变脉冲信号的占空比来实现电路的控制。
占空比（Duty Cycle）是指高电平信号在一个周期内所占的时间比例。
通过改变占空比，可以调整电路的输出功率或者亮度。
三、应用场景PWM广泛应用于各种电子设备中，下面将介绍几个常见的应用场景。
3.1 数字调光PWM在LED照明领域中得到广泛应用。
通过改变LED的亮度，可以实现不同场景下的照明要求。
PWM调光具有调节范围广、响应快的特点，能够实现平滑的亮度调节效果。
3.2 电机调速控制PWM在电机调速控制中也非常重要。
通过改变电机的供电脉冲宽度，可以控制电机的转速。
通过调整脉冲信号的占空比，可以实现电机的高精度控制。
3.3 音频处理PWM在音频领域中也有广泛应用。
通过调整脉冲信号的占空比，可以实现音频信号的调制。
PWM音频处理具有高保真度、低失真的优点，被广泛应用于音响设备中。
四、实现方法PWM的实现方法多种多样，下面将介绍几种常见的实现方法。
4.1 555定时器555定时器是一种常用的PWM生成器。
通过改变定时器的电阻和电容值，可以调整脉冲信号的周期和占空比。
555定时器具有结构简单、稳定可靠的特点，被广泛应用于PWM电路的设计中。
4.2 AVR单片机AVR单片机是一种常见的PWM控制器。
通过配置单片机的定时器/计数器模块，可以实现PWM信号的生成。
AVR单片机具有灵活性高、控制精度好的特点，适用于各种复杂的PWM控制场景。
4.3 离散逻辑门电路除了定时器和单片机，还可以使用离散逻辑门电路实现PWM功能。
通过组合门电路的输入，可以实现不同占空比的脉冲信号。
离散逻辑门电路具有成本低、可扩展性强的特点，适用于一些简单的PWM控制需求。
单片机pwm控制的基本原理
单片机pwm控制的基本原理
PWM（脉宽调制）是一种解决电动机或者其它负载的有效控制方式，它主要使用的是变化角度来控制电源电压，以达到控制电机的目的。
PWM的工作原理是，它把一个给定的输入信号（通常是一定频率的脉冲）按照定义的关系，转换成另一个信号，该信号的脉冲宽度被调制成需要的比例，然后通过一定的电路驱动给定的负载，实现调整电源电压的目的。
在PWM控制电动机的控制系统中，PWM的作用是把一个给定的脉冲调制成不同的脉冲宽度，从而改变电机的转速，从而实现电机的调速。
PWM角度调制可以使电机转速即时地响应调节信号，从而实现电机的调速功能。
PWM控制的原理很简单，就是通过不断地调整脉冲的开始时间、脉冲宽度和脉冲信号的重复频率，以达到控制电机的目的。
调整参数时，PWM都会发出一个所谓的“脉冲信号”，这个信号可以改变电机的转速，从而改变电机的转矩和控制电机的运行方向，以及电机的加速度。
PWM的优点在于，它能够有效地控制负载，能够对电机的转矩和转速进行精确的控制，而且可以使电源电压变化到接近极限，达到节能的目的，此外，PWM控制的运行稳定耐久，不易受外界因素的影响。
然而，PWM的缺点也很明显，首先，PWM控制的运行噪声大；其次，PWM控制的效率较低；并且，PWM控制的精确度很低，不能满足
高精度调节的要求。
总之，单片机PWM控制是一种有效的控制方式，能有效地控制电动机的转矩和转速。
在单片机控制系统中，PWM控制是一种非常有用的技术。
PWM控制原理-看看就好-不要纠结
■调制法 ◆把希望输出的波形作为调制信号，把接受调制的信号作为载
波，通过信号波的调制得到所期望的PWM波形。 ◆通常采用等腰三角波或锯齿波作为载波，其中等腰三角波应用
最多。
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7.2.1 计算法和调制法
阻感负载
图7-4 单相桥式PWM逆变电路
■单相桥式PWM逆变电路（调制法）
信号urU、urV和urW依次相差120°。
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图7-8 三相桥式PWM逆变电路波形
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7.2.1 计算法和调制法
图7-7 三相桥式PWM型逆变电路
◆电路工作过程（U相为例） U☞相当相urU对>u于c时直，流上电桥源臂假V1想导中通，点下N’桥臂的V输4关出断电，压则 uUN’=Ud/2。 ☞当urU<uc时，V4导通，V1关断，则uUN’=-Ud/2。 ☞也感☞V当可负1和给能载VV是4中的1(二V电驱4极)动流加管信的导V号通方D始信1向(终V号来D是时4决)互续，定补可流。的能导。是通V，1(V这4)要导由通阻， ☞uUN’、uVN’和uWN’的PWM波形都只有±Ud/2 两种电平。
2cos 72
2cos 73 )
0
这样可以消去两种特定频率的谐波，对于给定的基波幅值a1，求解上述方
程可得一组1、2和3，基波幅值a1改变时，1、2和3也相应地改变。
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7.2.2 异步调制和同步调制
■载波频率fc与调制信号频率fr之比N= fc/fr称为载波比，根据载波和信号波是否同步
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PWM原理
在ur 的正负半周，对各开关器件的控制规律相 同。即当ur >uc时，给V1和V4以导通信号，给V2和 V3以关断信号，输出电压uo=Ud。当ur<uc时，给V2 和V3以导通信号，给 V1和V4以关断信号，uo=-Ud。 •U/f协调控制
用PWM方式既可以实现VV又可以VF，在三角 波比较方式中，改变调制正弦波的频率既可以实现 变频，欲实现U/f协调控制，可调节调制波ur 的正 弦幅度，调制系数m=Urm/Ucm，通常在0~1之间， 为了实现U/f 协调控制，随f变化，同时调m。
• fR与fT协调关系 fr—ur参考信号频率，fc—uc载频。载波比N=fc/fr。 同步调制：fc与fr同步变化，N保持整数，可以使 SPWM波每周期半波内包含的矩形脉冲数保持固 定，且正负半波对称，无偶次谐波。若N为3的整 数倍，还可使三相PWM波完全对称，严格互差 1200，在1200处为整数个三角波周期。比如N取6、 9、24、27、159等。
PWM控制的基本原理 • 面积等效原理 ：将正弦半波分成N等份，就可以把
正弦半波看成是由N个彼此相连的脉冲序列所组成的 波形。这些脉冲宽度相等，都等于π/N，但幅值不等， 且脉冲顶部不是水平直线，而是曲线，各脉冲的幅值 按正弦规律变化。如果把上述脉冲序列利用相同数量 的等幅而不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点 和相应正弦波部分的中点重合，且使矩形脉冲和相应 的正弦波部分面积（冲量）相等，这就是PWM波形。 各脉冲的幅值相等，宽度按正弦规律变化。PWM波形 和正弦半波等效，即面积等效原理。对于正弦波的负 半周，也可以用同样的方法得到PWM波形。
8.5.3 三相桥式逆变电路的PWM控制
•载频三角波比较法调制
该方法是产生SPWM控制信号的最基本的方法。 可通过模拟电子电路来实现，uc—高频载波,几~几 十kHz,等腰三角波，恒幅，来自三角波发生器， urU,urV,urW—三相低频调制波参考信号，三相对称 正弦，幅度与频率均连续可调，来自三相超低频正 弦信号发生器。
pwm的工作原理
pwm的工作原理
PWM，即脉宽调制，是模拟电子学中的一种常用的技术。
它通过改变脉冲宽度来控制输出功率，实现一定的电流或电压。
PWM的工作原理主要是空间换取时间，即用时间信号控制空间信号。
PWM技术的原理是将一个频率恒定的脉冲信号作为输出电压。
具体来说，PWM系统可以通过改变每个脉冲的宽度来改变输出的电压大小。
这就是PWM技术的基本原理。
一个完整的PWM技术由三个部分组成：一个可以提供频率恒定的脉冲信号的发生器，一个可以控制脉冲宽度的模拟信号处理模块和一个可以调整脉冲宽度的ADC（模拟数字转换器）。
PWM的工作原理是：首先，在发生器中，根据用户设置的频率生成一系列脉冲信号，然后将这些脉冲信号送至模拟信号处理模块。
接着，模拟信号处理模块将脉冲信号的宽度按照用户设定的比例调整，最后将这些调整之后的脉冲信号输出至ADC，以达到调节输出电压的目的。
PWM技术的实际应用主要集中在控制各种类型的电机、发动机和照相闪光灯，特别是在控制伺服电机中使用最为广泛。
伺服电机被广泛应用在许多领域，例如工业机器人、计算机扫描仪和文档复印机等。
由于伺服电机具有低噪声、响应快、精度高等优点，因此PWM技术可以有效地控制它们。
此外，PWM技术还被用于控制半导体的功率变换，以及涉及LED 的发光、电源和变压器的调节等情况。
由于PWM技术可以有效控制电
压，并且运行效率高，因此，它也被广泛应用于电源供应器中，可以在一定程度上降低功耗。
总而言之，PWM技术具有空间换取时间的优势，可以用来控制伺服电机、半导体电路的功率变换和电源等，是当今应用最广泛的技术之一。
pwm控制工作原理
pwm控制工作原理
PWM控制是一种通过调整脉冲宽度比例实现对电路设备的控
制方式。
PWM全称为脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation)，它的原理是通过周期固定的方波信号，通过调节方波信号的脉冲宽度来控制输出信号的平均电压。
在PWM控制中，方波信号的周期是固定的，通常为几十微秒
到几毫秒不等。
调节脉冲宽度的比例可以控制方波信号高电平的持续时间。
当脉冲宽度较窄时，高电平持续时间较短，输出信号的平均电压就会较低。
当脉冲宽度较宽时，高电平持续时间较长，输出信号的平均电压就会较高。
通过不断改变方波信号的脉冲宽度比例，可以实现对输出信号的精确控制。
例如，在直流电机控制中，可以通过PWM控制
调节电机的转速。
调节PWM占空比，即高电平持续时间与一
个周期的比值，可以使电机运行在不同速度。
PWM控制实现的关键是在周期内通过调节方波信号的脉冲宽
度来改变效果信号的平均电压。
这种控制方式的优点是具有高效率和精确度更高的特点，适用于许多电子设备和控制系统。
PWM控制名词解释
PWM控制名词解释
PWM是脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation）的缩写，是一种模拟信号的调制方式。
其原理是通过改变脉冲的宽度来控制电路输出的电压或电流，从而实现对电路的控制。
在PWM控制中，信号被分为两个部分：高电平和低电平。
高电平表示电路输出的电压或电流为高电平电压或电流，低电平则表示输出为低电平电压或电流。
通过改变高电平和低电平的时间比例，即脉冲的宽度，可以控制输出电路的电压或电流大小。
PWM控制广泛应用于电子设备中，如电机控制、LED亮度调节、音频放大器等。
在电机控制中，PWM控制可以实现对电机转速的精确控制，提高电机的效率和稳定性。
在LED亮度调节中，PWM控制可以实现对LED灯的亮度调节，节省电能。
在音频放大器中，PWM控制可以实现对音频信号的放大，提高音质。
总之，PWM控制是一种重要的电子控制技术，在现代电子设备中得到广泛应用。
pwm工作原理
pwm工作原理PWM工作原理PWM（Pulse Width Modulation）是一种通过控制信号的占空比来控制电路输出的技术。
在电子设计中，PWM被广泛应用于调节电压、控制电机转速、LED亮度调节等方面。
本文将详细介绍PWM的工作原理。
一、PWM的基本概念1.1 占空比占空比是指在一个周期内，信号高电平所占的时间与整个周期时间之比。
通常用百分数表示。
例如，50%的占空比表示高电平持续时间为整个周期时间的一半。
1.2 周期周期是指信号从一个状态到另一个状态所需的时间，通常以秒为单位。
例如，100Hz的信号周期为10ms。
1.3 频率频率是指信号在单位时间内从一个状态到另一个状态的次数，通常以赫兹（Hz）为单位。
例如，100Hz的信号频率为100次/秒。
二、PWM输出原理2.1 PWM输出波形PWM输出波形是由高电平和低电平两种状态交替组成的方波信号。
其中，高电平持续时间与低电平持续时间之比即为占空比。
2.2 PWM输出控制方法在实际应用中，通过改变控制器输出引脚的电平来控制PWM输出波形。
当输出引脚为高电平时，输出信号为高电平；当输出引脚为低电平时，输出信号为低电平。
通过改变高电平和低电平持续时间的比例，可以改变PWM输出波形的占空比。
2.3 PWM输出频率PWM输出频率是由控制器内部时钟和预设参数决定的。
通常情况下，PWM输出频率越高，控制精度越高，但是也会增加系统负担。
三、PWM控制原理3.1 PWM控制器PWM控制器是一种能够产生PWM波形的芯片或模块。
它通常由计数器、比较器、触发器等模块组成。
3.2 PWM计数器PWM计数器是用来产生周期性信号的模块。
它通常由一个可编程计数寄存器和一个时钟源组成。
在每个时钟周期内，计数寄存器中的值会自动加1，并与预设值进行比较。
3.3 PWM比较器PWM比较器是用来产生占空比的模块。
它通常由一个可编程比较寄存器和一个参考信号（如DAC）组成。
在每个时钟周期结束后，计数寄存器中的值会与比较寄存器进行比较，如果计数器的值小于等于比较器的值，则输出高电平；否则输出低电平。
pwm控制工作原理
pwm控制工作原理
PWM（Pulse Width Modulation）控制是一种通过调节信号的
脉冲宽度来控制输出电压或电流的技术。
它可以通过快速的开关操作将输入电压分成一系列的脉冲，并通过调节每个脉冲的宽度来控制输出。
这些脉冲可以由数字信号或模拟信号产生。
PWM控制的工作原理如下：
1. 产生模拟信号：首先，需要产生一个模拟信号，它可以是用于控制的输入信号，也可以是需要进行控制的电压或电流信号。
2. 设定PWM频率：根据需要，设定一个PWM的工作频率。
频率决定了脉冲的数量，以及宽度的调节范围。
3. 设定占空比：占空比是指高电平（脉冲宽度）占总周期的比例。
通过改变占空比，可以调节输出的电压或电流。
4. 脉冲生成：根据设定的PWM频率和占空比，产生一系列的
脉冲信号。
脉冲的宽度决定了输出信号的大小。
5. 输出滤波：PWM控制器输出的信号是一个脉冲信号，为了
使输出信号更加平滑，需要进行滤波处理。
常用的滤波器有低通滤波器，将脉冲信号转化为模拟信号。
6. 控制输出：将滤波后的信号传递给需要控制的设备，如电机、灯光等。
通过调节PWM信号的占空比，可以控制设备的输出
电压或电流。
总结起来，PWM控制利用脉冲信号的频率和占空比来控制输出电压或电流的大小。
通过快速的开关操作，可以模拟出连续电压或电流，并且具有精确控制的能力。
这种控制方式在电机驱动、电源调节等领域得到广泛应用。
pwm控制原理
pwm控制原理
PWM（脉宽调制）是一种常用的控制技术，可以通过调节信号的脉冲宽度来控制电子设备的输出功率，其原理如下:
PWM的基本原理是通过改变信号的占空比来控制输出电压或电流的大小。
占空比是指脉冲高电平时间与一个周期的比值，通常用百分比表示。
在PWM控制的过程中，输入信号会被分为固定的多个周期，在每个周期内，根据设定的占空比来决定脉冲的高电平时间和低电平时间。
当占空比较大时，脉冲的高电平时间相对较长，输出电压或电流较大；当占空比较小时，脉冲的高电平时间相对较短，输出电压或电流较小。
PWM控制可以实现对输出信号的精确控制，具有输出功率调节范围广、开关损耗小、控制精度高等优点。
在电子设备中，尤其是电机控制领域，PWM控制被广泛应用。
在实际应用中，PWM控制需要通过微控制器或专用的PWM 控制芯片来实现。
这些控制器会根据外部输入的控制信号或算法，计算出对应的占空比，并产生相应的PWM信号。
PWM 信号经过功率放大电路放大后，驱动输出设备，实现对输出功率的调节。
需要注意的是，PWM控制的频率和占空比需要根据被控制设备的特性和需求进行合理选取。
频率较高可以减小输出的脉冲波形，提高控制精度；占空比较大可以获得更高的输出功率，
但也会增加开关损耗。
因此，在具体应用中，需要综合考虑设备特性、效率要求等因素，进行合理的PWM参数设计。
PWM控制原理
1.1、PWM 原理与DSC 实现算法1.1.1、PWM 原理脉冲宽度调制（PWM ，Pulse Width Modulation ）控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。
即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要的波形（含形状和幅值）。
PWM 技术在逆变电路中应用最为广泛，对逆变电路的影响最为深刻，PWM 控制技术有赖于在逆变电路中的应用，才发展成熟，才确定了在电力电子技术中的重要地位。
在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，其效果基本相同。
冲量是指窄脉冲的面积，效果基本相同是说环节的输出响应波形基本相同。
如果把各输出波形用傅里叶变换分析，其低频段非常接近，仅在高频段略有差异。
这种原理称之为面积等效原理，是PWM 控制技术的重要理论基础。
下面分析如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦波。
图1、SPWM 原理把图1中的正弦波分成2N 等份，就可以把正弦波看成是由2N 个彼此相连的脉冲序列所组成的波形。
这些脉冲宽度相等，都等于N，但幅值不相等，且脉冲顶部不是水平直线，而是曲线，各脉冲的幅值按正弦规律变化。
如果把上述脉冲序列利用相同数量的等幅不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲和相应的正弦波部分的中心重合，且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积（冲量）相等，就可以得到如图1所示的脉冲序列，这就是PWM 波形。
根据面积等效原理，PWM 波形与正弦波是等效的。
像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 （Sinusoidal PSM ）波形。
要改变等效输出正弦波的幅值时，只要按照同一比例系数改变上述脉冲的宽度即可。
根据PWM控制的基本原理，如果给出逆变电路的正弦波输出频率、幅值和一个周期内的脉冲数，PWM波形中各脉冲的宽度和间隔就可以准确计算出来。
按照计算结果控制开关器件的通断，就可以得到需要的PWM波形。
这种方法称之为计算法。
与计算法对应的是调试法，即把希望输出的波形作为调制信号，把接受调试的信号作为载波，通过信号波的调制得到所希望的PWM波形。
电机pwm 原理
电机pwm 原理
PWM是脉宽调制（Pulse Width Modulation）的简称，它是一种常用的电机控制方法。
通过改变电机输入的脉冲宽度，可以有效地调节电机的输出功率和速度。
PWM的原理是利用周期相等的方波信号控制电机。
这个方波信号的高电平部分称为占空比，表示方波信号高电平时间与周期时间之比。
占空比越高，方波信号的高电平时间越长，电机输出的平均功率越大，速度也越快。
在PWM控制电机时，需要一个PWM信号发生器来产生周期性的方波信号，并且通过调节占空比来控制电机的速度。
当占空比为50%时，方波信号的高电平和低电平时间相等，相当于电机处于停止状态。
当占空比小于50%时，电机将以较低的速度运行；当占空比大于50%时，电机将以较高的速度运行。
为了实现PWM控制，需要使用一个PWM调制器，它可以根据控制信号来生成所需的脉冲宽度。
具体实现方式有很多，可以通过硬件电路或者数字信号处理器来实现。
总之，PWM是一种通过控制信号的脉冲宽度来调节电机输出功率和速度的方法。
通过改变脉冲宽度的占空比，可以灵活地控制电机的运行状态。
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Ud
O
wt
-Ud
第一节 PWM控制的基本思想
等幅PWM波
不等幅PWM波
输入电源是恒定直流
第3章的直流斩波电路 6.2节的PWM逆变电路 6.4节的PWM整流电路
输入电源是交流或不是 恒定的直流
4.1节的斩控式交流调压电路 4.4节的矩阵式变频电路
Ud
U
O
wt o
ωt
- Ud
第一节 PWM控制的基本思想
求得a1、a2和a3 。
O a1
a2 a3
p
2p
wt
-Ud
图6-9 特定谐波消去法的输出PWM波形
一. 计算法和调制法
在三相对称电路的线电压中，相电压所含的3次谐波相
消去互两抵种消。特定频率的谐波
可考虑消去5次和7次谐波，得如下联立方程：
a1
2Ud
p
(12c
oas 1
2c
oas 2
2coas 3)
ωω>>tt
O
ω> t
u
O
ω>t
若要改变等效输出正弦 波幅值，按同一比例改 变各脉冲宽度即可。
第一节 PWM控制的基本思想
对于正弦波的负半周，采取同样的方法，得到PWM 波形，因此正弦波一个完整周期的等效PWM波为：
Ud
O
wt
-U d
根据面积等效原理，正弦波还可等效为下图中的PWM 波，而且这种方式在实际应用中更为广泛。
冲量
窄脉冲的面积
效果基本相同
f (t)
f (t)
环节的输出响应波形基本相同
f (t)
f (t)
d (t)
O
tO
tO
tO
t
a)矩形脉冲
b)三角形脉冲 c)正弦半波脉冲 d)单位脉冲函数
图6-1 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲
第一节 PWM控制的基本思想
具体的实例说明 “面积等效原理”
a）
b) 图6-2 冲量相等的各 种窄脉冲的响应波形
❖ PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的成功应用，才 确定了它在电力电子技术中的重要地位。现在使用的各种 逆变电路都采用了PWM技术，因此，本章和第5章（逆变 电路）相结合，才能使我们对逆变电路有完整地认识。
第一节 PWM控制的基本思想
1.重要理论基础——面积等效原理
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。
u UV Ud
O
?t ?t
当给V1(V4)加导通信号时，可 能VD是1(VV1D(V4)4导)导通通。，也可能是
-Ud u UN
O
2Ud
Ud
3
3
?t
图6-8 三相桥式PWM逆变电路波形
uUN’、uVN’和uWN’的PWM波形
只有±Ud/2两种电平。
uUV波形可由uUN’-uVN’得出，
当1和6通时，uUV=Ud，当3和4
2.PWM电流波
电流型逆变电路进行PWM控制，得到的就 是PWM电流波。
PWM波可等效的各种波形
直流斩波电路
直流波形
SPWM波
正弦波形
等效成其他所需波形，如:
20V
0V
-20V 0s
5ms
10ms
15ms
20ms
25ms
30ms
所需波形 等效的PWM波
第二节 PWM逆变电路及其控制方法
目 前 中 小 功 率 的 逆 变 电 路 几 乎 都 采 用 PWM 技 术 。 逆变电路是PWM控制技术最为重要的应用场合。 本节内容构成了本章的主体。 PWM逆变电路也可分为电压型和电流型两种， 目前实用的PWM逆变电路几乎都是电压型电路。
u (t)－电压窄脉冲， 是电路的输入 。 i (t)－输出电流，是 电路的响应。
第一节 PWM控制的基本思想
如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波
u
SPWM波 u
O
ω>t
O
ω> t
u
O
ω>t
第一节 PWM控制的基本思想
如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波
uu
SPWM波 u
OO
载波信号和调制信号不同步的调制方式
通常保持fc固定不变，当fr变化时，载波比N是变化的
在信号波的半周期内，PWM波的脉冲个数不固定，相位也不 固定，正负半周期的脉冲不对称，半周期内前后1/4周期的脉 冲也不对称
当fr较低时，N较大，一周期内脉冲数较多，脉冲不对称产生 的不利影响都较小
当fr增高时，N减小，一周期内的脉冲数减少，PWM脉冲不对 称的影响就变大
把整个fr范围划分成若干个频
二. 异步调制和同步调制
2. 同步调制
——载波信号和调制信号保持同步的调制方式，当变频时
使载波与信号波保持同步，即N等于常数。
基时本N不同变步，调信制号方波式一，周fr变期化 内输出脉冲数固定。 三相电路中公用一个三角 波载波，且取N为3的整数 倍，使三相输出对称。
为使一相的PWM波正负半 周镜对称，N应取奇数。
一. 计算法和调制法urU
u rV
uc
u rW
u
下面以U相为例分析控制规律：
O
?t
u UN'
Ud
2
O
?
Ud 2
?t
u VN'
当给uVr4U关>u断c时信，号给，Vu1U导N’=通U信d/2号。，
Ud
2O
?
Ud 2
u WN'
Ud
2
?t
O
当urU<uc时，给V4导通信号， 给V1关断信号，uUN’=-Ud/2。
通时，uUV=－Ud，当1和3或4
和6通时，uUV=0。
图6-7 三相桥式PWM型逆变电路
一. 计算法和调制法 u rU u
u rV
uc
u rW
输电出平线构电成压PWM波由±Ud和0三种
O
u UN'
Ud 2
O
?
Ud 2
负(±载1/相3)电Ud压和P0W共M5种波电由平(±组2成/3)。Ud、
u VN'
uV通种o1断电负保，平半持。u周断o，可，让得V3V-和U2保Vd和4持交零通替两，
图6－4 单相桥式PWM逆变电 路
一. 计算法和调制法
3.单极性PWM控制方式（单相桥逆变）
在ur和uc的交点时刻控制IGBT的通断。
ur正半周，V1保持通，
V2保持断。
u
uc ur
当 ur>uc 时 使 V4 通 ，
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。
u
ur uc
同样在调制信号ur和载波信号uc的交点时刻
控制器件的通断。
O
wt
ur正负半周，对各开关器件的控制规律相同。
当ur >uc时，给V1和V4导通信号，给V2和 V3关断信号。
uo Ud
uof uo
如io>0，V1和V4通，如io<0，VD1和VD4
本法较繁琐，当输出正弦波的频率、幅值或相位 变化时，结果都要变化。
2.调制法 一. 计算法和调制法
结合IGBT单相桥式电压型逆变电路对调制法进行说明
工作时V1和V2通断互补， V3和V4通断也互补。
以uo正半周为例，V1通， V2断，V3和V4交替通断。
负载电流比电压滞后，在 电压正半周，电流有一段 区间为正，一段区间为负。
负载电流为正的区间，V1 和V4导通时，uo等于Ud 。
图6－4 单相桥式PWM逆变电路
一. 计算法和调制法
2.调制法
V4关断时，负载电流通过V1和VD3续流，uo=0 负实载际电上流io从为V负D的1和区V间D4，流过V1，和仍V4有仍u导o=通U，d 。io为负，
VV43关和断VDV13续开流通，后u，o=io0从。 u电o平总。可得到Ud和零两种
死区时间会给输出的PWM波带 来影响，使其稍稍偏离正弦波。
图6-7 三相桥式PWM型逆变电路
一. 计算法和调制法
5.特定谐波消去法
(Selected Harmonic Elimination PWM—
SHEPWM)
uo
这是计算法中一种较有 Ud
代表性的方法。
输出电压半周期内，器 件通、断各3次（不包
❖ 第三、四章已涉及到PWM控制，第三章直流 斩波电路采用的就PWM技术；第四章的第一 节斩控式调压电路和第四节矩阵式变频电路 都涉及到了。
பைடு நூலகம் 第六章 PWM控制技术• 引言
❖ PWM控制的思想源于通信技术，全控型器件的发展使得 实现PWM控制变得十分容易。
❖ PWM技术的应用十分广泛，它使电力电子装置的性能大 大提高，因此它在电力电子技术的发展史上占有十分重要 的地位。
a5
2Ud
5p
(12cos5a1
2cos5a2
2cos5a3)
0（6－5）
a7
2Ud
7p
(12cos7a1
2cos7a2
2cos7a3)
0
给定a1，解方程可得a1、a2和a3。a1变，a1、a2和a3也相
应改变。
一. 计算法和调制法
一般在输出电压半周期内，器件通、断各k次， 考虑到PWM波四分之一周期对称，k个开关时 刻可控，除用一个自由度控制基波幅值外，可
Ud
2O
?
Ud 2
u WN'
Ud
2
防直通的死区时间
O u UV
Ud
同一相上下两臂的驱动信号互