PWM控制原理

合集下载

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控制电机原理

pwm控制电机原理

pwm控制电机原理
PWM(Pulse Width Modulation)控制电机原理是通过改变信
号的脉冲宽度来控制电机的转速。

PWM信号是一种周期性变
化的方波信号,通过调整方波的高电平时间(即脉冲宽度)与周期之间的比例关系,可以达到控制电机转速的目的。

具体来说,当PWM信号的高电平时间占整个周期的比例较大时,电机会以较高的转速运行;而当高电平时间占比较小时,则电机转速较低。

这是因为在高电平期间,电机会根据高电平的持续时间来接收电能并转动,而在低电平期间则不接收电能。

PWM信号的频率也会影响电机的控制效果。

通常情况下,较
高的PWM频率能够使电机的转速变化更加平滑。

另外,
PWM控制电机的精细程度取决于方波的分辨率,即方波的脉
冲宽度级别。

分辨率越高,可以实现的转速调节级别就越多。

因此,在设计PWM控制电机时,需要考虑适当选择PWM信
号的频率和分辨率。

总结起来,PWM控制电机的原理是根据调整方波信号的脉冲
宽度来控制电机的转速。

通过改变方波的高电平时间与周期的比例关系,以及选择适当的PWM频率和分辨率,可以实现对
电机转速的精确控制。

PWM控制电路原理

PWM控制电路原理

PWM控制电路原理
PWM(Pulse Width Modulation)控制电路是一种通过改变矩
形波脉宽来控制电压或电流输出的技术。

它通过在一个周期内改变矩形波的高电平时间(即脉宽),从而改变电路输出的平均值。

PWM控制电路的原理基于以下几个要点:
1. 时钟信号:PWM控制电路需要一个时钟信号作为基准。


个时钟信号的频率决定了矩形波的周期。

2. 设定值(Set Point):PWM控制电路的输入是一个设定值,即所期望的输出值。

例如,如果控制电路是用来控制电机的转速,设定值就是所期望的转速。

3. 反馈信号:PWM控制电路通过一个反馈信号来获取实际的
输出值。

例如,对于电机转速控制电路,可以使用一个速度传感器来获取实际转速。

4. 比较器:PWM控制电路会将设定值和反馈信号进行比较,
得到一个误差值。

比较器通常会产生一个高电平或低电平的输出,表示误差的方向。

5. 控制器:PWM控制电路的核心是一个控制器,它根据比较
器的输出来调整矩形波的脉宽。

控制器可以采用不同的算法,例如比例控制、积分控制和微分控制等。

6. 动作执行器:PWM控制电路的最终目的是通过改变输出的平均值来控制某个设备或系统。

动作执行器可以是一个开关,也可以是一个控制电压或电流的电路。

根据控制器的算法不同,PWM控制电路可以实现不同的控制效果,例如稳定输出、精确调节和快速响应等。

它在各个领域都有应用,包括电机控制、照明调光、数码电子和通信等。

pwm温度控制的基本原理

pwm温度控制的基本原理

pwm温度控制的基本原理1. PWM概述1.1 什么是PWM?嘿,大家好!今天我们聊聊PWM温度控制的事儿,听起来有点高大上,但其实没那么复杂。

PWM,全称是脉宽调制,别看名字长,其实它就是通过调整电信号的宽度来控制电压和功率的一种方法。

简单来说,就是“开”和“关”的游戏,玩得漂亮了,温度就能听话。

就像是你在调节空调的温度,一会儿开,一会儿关,最后达到你想要的那种舒适度。

1.2 PWM的工作原理想象一下,你在放烟花,控制烟花的时间和间隔。

PWM就是用这种“点火”的方式,让电器设备根据需要“开火”或者“暂停”。

它通过调节“开”的时间占比(这就是脉宽),从而让设备工作得更加高效。

例如,开得久一点,温度升得快;开得短一点,温度自然就低了。

真是个聪明的家伙,对吧?2. PWM在温度控制中的应用2.1 如何运用PWM控制温度?在温度控制中,PWM常常和加热器结合使用。

想象一下,你家里的电热水器,假如水温太高了,它会不会突然“熄火”?没错,PWM就是让它通过开关控制水温。

它会不断测量水温,并根据设定的目标温度调整“开火”的频率。

这样,水温就像是被贴上了温度标签,绝不会让你被烫到,也不会变成冰水,让你享受洗澡的乐趣。

2.2 为什么选择PWM?你可能会问,为什么不直接用传统的开关控制呢?这就像你不想吃太甜的东西,结果一口气全吃掉了,没办法调控。

而PWM就像是你能慢慢品尝每一口,细水长流,温度波动小,能耗也低,简直就是节能环保的小能手!而且,由于它能够精确控制,设备的使用寿命也能相应延长,真是一举多得啊。

3. PWM的优势与挑战3.1 PWM的优势说到PWM的优点,那真是数不胜数。

首先,它能让温度控制得更加平稳,避免了那些突然的“温差突袭”,让我们的生活变得更加舒适。

其次,PWM的能效高,减少了能量浪费,简直就像是让你的电费账单少了几分,不开心吗?最后,由于其操作简单,很多设备都可以轻松集成,真的很方便。

3.2 PWM的挑战不过,世上没有绝对完美的东西,PWM也有它的小挑战。

四种pwm控制技术的原理

四种pwm控制技术的原理

四种pwm控制技术的原理
PWM(Pulse Width Modulation,脉宽调制)是一种常用的数字控制技术,用于实现模拟信号的精确控制。

它通过改变信号的脉冲宽度来控制信号的平均电压或电流。

下面是四种常见的PWM控制技术及其原理:
1. 占空比控制:占空比是PWM信号高电平与周期之比。

通过改变占空比可以控制输出信号的平均电压或电流。

占空比越大,输出信号的平均电压或电流越大;占空比越小,输出信号的平均电压或电流越小。

这种方法简单易行,适用于许多应用场合。

2. 脉冲数改变:这种方法通过改变PWM信号每个周期中的脉冲数来控制输出信号的平均电压或电流。

脉冲数越多,输出信号的平均电压或电流越大;脉冲数越少,输出信号的平均电压或电流越小。

脉冲数改变时,周期保持不变。

这种方法常用于需要精确控制输出信号的平均电压或电流的应用。

3. 频率调制:这种方法通过改变PWM信号的频率来控制输出信号的平均电压或电流。

频率越高,输出信号的平均电压或电流越大;频率越低,输出信号的平均电压或电流越小。

输出的平均功率受频率的影响最小,可以实现高效的能量转换。

频率调制一般使用较高的固定占空比。

4. 相位移控制:这种方法通过改变PWM信号相位来控制输出信号的平均电压或电流。

相位移正比于输出信号的平均电压或电流。

相位移控制可以实现交流电源的电压或电流控制,广泛应用于电网有功功率控制和无功功率控制。

这四种PWM控制技术可以根据具体应用的需要选择合适的方式,以实现对输出信号的精确控制。

pwm调频原理

pwm调频原理

pwm调频原理PWM调频原理概述脉宽调制(PWM)是一种常用的调频方法,广泛应用于电子电路和通信系统中。

它通过改变信号的脉冲宽度来调节频率,从而实现信号的传输和控制。

本文将介绍PWM调频原理及其应用。

一、PWM调频原理PWM调频原理是利用脉冲信号的脉宽来调节信号频率的一种调制方法。

在PWM调制中,信号的频率是通过改变脉冲的宽度来实现的。

具体来说,PWM调制是通过控制脉冲的占空比来实现的,即脉冲高电平(ON时间)与总周期时间(ON时间+OFF时间)的比值。

二、PWM调频的应用PWM调频广泛应用于各种电子电路和通信系统中,下面将介绍几个常见的应用。

1. 脉宽调制(PWM)在电机驱动中的应用在电机驱动中,PWM调频被用来控制电机的速度和转向。

通过调节PWM信号的脉宽,可以改变电机驱动的频率和占空比,从而实现对电机的精确控制。

2. 脉宽调制(PWM)在音频信号处理中的应用在音频信号处理中,PWM调频被用来实现音频信号的数字化和压缩。

通过控制PWM信号的脉宽,可以将音频信号转换为数字信号,并根据需要进行采样和压缩,以便在数字系统中进行处理和传输。

3. 脉宽调制(PWM)在光伏逆变器中的应用在光伏逆变器中,PWM调频被用来将直流电能转换为交流电能。

通过控制PWM信号的脉宽,可以实现对直流电源的逆变,并根据需要调节输出交流电的频率和电压,以满足不同的电力需求。

4. 脉宽调制(PWM)在通信系统中的应用在通信系统中,PWM调频被用来实现数字信号的传输和调制。

通过控制PWM信号的脉宽,可以将数字信号转换为脉冲信号,并进行调制和解调,以实现信号的传输和接收。

三、总结PWM调频原理是一种通过改变信号脉冲的宽度来调节频率的调制方法。

它广泛应用于电子电路和通信系统中,包括电机驱动、音频信号处理、光伏逆变器和通信系统等领域。

通过控制PWM信号的脉宽,可以实现对信号的精确调节和控制。

本文简要介绍了PWM 调频原理及其应用,希望对读者有所帮助。

PWM控制的基本原理

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

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。

简述pwm控制技术原理

简述pwm控制技术原理

简述pwm控制技术原理
脉宽调制(PWM)是一种常用的电子控制技术,通过调节信号的占空比来控制输出信号的平均功率。

PWM控制技术常用于电力电子、自动控制、通信等领域。

PWM控制技术的原理如下:
1. 基本原理:PWM控制技术基于周期性的高电平(ON)和低电平(OFF)信号。

在一个固定的时间周期内,通过改变高电平和低电平信号的持续时间比例(即占空比),可以实现对输出信号的平均功率的调节。

2. 信号生成:PWM控制技术需要产生一个周期性的方波信号作为控制信号。

可以使用定时器或计数器来生成这个周期性的信号,根据设定的频率来确定每个周期的时间长度。

3. 调节占空比:在每个周期内,通过改变高电平信号的持续时间来调节占空比。

占空比定义为高电平信号的持续时间与一个周期的总时间之比。

例如,一个占空比为50%的PWM信号表示高电平和低电平信号的时间相等。

4. 输出控制:PWM信号经过一个滤波器,将高频的方波信号转换为模拟信号。

根据PWM 信号的占空比,滤波器输出的模拟信号的平均值相应地调节。

通过控制占空比,可以实现对输出信号的电压、电流或功率进行精确的控制。

PWM控制技术的优点包括高效性、精确性和可靠性。

由于输出信号是由开关器件的开关状态决定的,因此可以快速响应和调节输出信号。

PWM技术广泛应用于电机控制、LED调光、电源变换器等领域,以实现精确的控制和节能的效果。

pwm控制基本原理

pwm控制基本原理

pwm控制基本原理
PWM(Pulse Width Modulation)控制是一种调节电子设备输出信号的方法,它通过改变信号的占空比来实现对输出电压或电流的精确控制。

PWM控制的基本原理如下:
1. 原理简介:PWM控制通过将一个周期性的信号分为一段段等宽的脉冲,并控制每个脉冲的宽度,从而实现对平均输出电量的调节。

通常,输出电压或电流的平均值与脉冲宽度的比例成正比。

2. 脉冲信号:PWM控制使用高电平和低电平之间切换的脉冲信号。

高电平表示“on”,低电平表示“off”。

脉冲的宽度决定了“on”状态的时长,而周期决定了脉冲信号的频率。

3. 调节脉冲宽度:为了实现电压或电流的精确控制,需要改变脉冲的宽度。

当脉冲宽度增加时,“on”状态的时间增加,输出电压或电流的平均值也随之增加;反之,脉冲宽度减小则“on”状态的时间减少,输出电压或电流的平均值也减小。

4. 控制方式:PWM控制可以通过多种方式实现,例如使用微控制器、专用的PWM控制芯片或可编程逻辑控制器。

通过调节控制器的参数或输入信号,可以改变脉冲的宽度,进而实现对输出信号的精确控制。

5. 优点和应用:PWM控制具有调节灵活、效率高和精度高的优点。

它广泛应用于电机控制、LED调光、音频放大器等领域,是现代电子设备中常见的一种控制方法。

总之,PWM控制通过改变信号脉冲的宽度来实现对输出电量的调节,它是一种高效、精准的控制方法,在众多电子设备中得到广泛应用。

pwm波控制电机原理

pwm波控制电机原理

pwm波控制电机原理PWM波是一种矩形脉冲,它通过快速的电平转变来控制电机的速度和方向。

这种控制方式在现代电子设备中被广泛运用,从机器人到手机,PWM波都被用来控制电机。

下面,我们将分步骤阐述PWM波是如何控制电机的:第一步:了解PWM波的工作原理PWM(脉冲宽度调制)波是一种由脉冲和电平组成的电信号,它通过改变脉冲的宽度来改变信号的平均值。

在PWM波中,脉冲的宽度往往是一个固定的时间段内的变化。

电机控制就是通过PWM波来改变电源电压的有效值,从而改变电机的速度和方向。

在PWM波中,脉冲的宽度越大,电机转速就越快;脉冲的宽度越窄,电机转速就越慢或反转。

第二步:PWM波与电机的连接方式要控制电机,PWM波必须与电机连接。

电机通常由电源输入、地线和一个控制信号引脚组成,该引脚接收PWM信号来改变电机的速度和方向。

通常,PWM信号被施加到电机的控制信号引脚上,并被电机的内部控制系统接受。

这个系统将PWM信号转换为电机所需的电压和电流,从而控制电机的速度和方向。

第三步:编写PWM控制电机的代码在编写控制电机的代码时,我们需要使用控制单板或微控制器。

在这里,我们将使用Arduino控制板(或一个类似的开发板)来控制电机。

示例代码:void setup() {pinMode(motorPin, OUTPUT);}void loop() {int pwmValue = analogRead(pwmPin); // 读取PWM信号analogWrite(motorPin, pwmValue/4); // 控制电机转速}这个代码接受PWM信号,并使用analogWrite函数将PWM信号转换为电机所需的电压和电流,从而控制电机的转速和方向。

第四步:测试电机控制最后,我们将测试电机是否被正确地控制。

我们可以使用示波器来检查PWM波是否正确地与电机连接,并测量电机的转速和方向。

如果电机没有按预期工作,我们可以通过调整PWM信号的频率、幅度和占空比来调整控制。

pwm控制工作原理

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。

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控制的基本原理单片机PWM控制的基本原理引言:随着科技的不断发展,单片机在各个领域的应用越来越广泛。

其中,通过单片机的PWM(脉宽调制)控制技术,可以实现对电机、LED 灯等设备的精确控制。

本文将介绍单片机PWM控制的基本原理,以及其在实际应用中的重要性。

一、什么是PWM控制?PWM,即脉宽调制(Pulse Width Modulation),是一种常见的模拟信号产生技术。

它通过控制信号的脉冲宽度来控制电路的平均电平,从而实现对各种设备的精确控制。

二、单片机PWM的工作原理单片机的PWM控制是通过改变脉冲信号的周期和占空比来实现的。

1. 脉冲信号的周期脉冲信号的周期是指脉冲的时间间隔,通常用T表示。

单片机可以通过设置定时器的初值和计数方式,来实现脉冲信号的周期控制。

定时器的时钟源可以选择内部时钟源或外部时钟源,根据需要进行配置。

通过调整定时器的初值,可以改变脉冲信号的周期。

2. 脉冲信号的占空比脉冲信号的占空比是指脉冲高电平时间与周期的比值,通常用D表示。

单片机可以通过改变定时器的计数值,来控制脉冲信号的占空比。

当计数值小于定时器初值时,输出为高电平;当计数值大于等于定时器初值时,输出为低电平。

通过调整定时器的计数值,可以改变脉冲信号的占空比。

三、单片机PWM控制的应用单片机PWM控制在各个领域都有广泛的应用,下面以电机控制和LED灯控制为例进行说明。

1. 电机控制电机控制是单片机PWM应用的重要领域之一。

通过改变PWM信号的占空比,可以控制电机的转速和转向。

当占空比较大时,电机转速较快;当占空比较小时,电机转速较慢。

通过适当调整占空比,还可以实现电机的正转、反转和停止。

2. LED灯控制单片机PWM控制还常用于LED灯的亮度调节。

通过改变PWM信号的占空比,可以控制LED灯的亮度。

当占空比较大时,LED灯亮度较高;当占空比较小时,LED灯亮度较低。

通过不断改变占空比,还可以实现LED灯的呼吸灯效果。

pwm控制的工作原理

pwm控制的工作原理

pwm控制的工作原理
PWM(脉宽调制)是一种控制信号的技术,它通过控制信号
的脉冲宽度的长短来实现对输出信号的调节。

PWM常用于控
制电机的速度、改变LED的亮度等电子设备中。

PWM的工作原理是根据输出信号的周期和脉冲宽度比例来控
制电路的开关状态。

具体步骤如下:
1. 设定周期:首先确定输出信号的周期,即一个完整的脉冲周期的时间。

2. 设定脉冲宽度:根据需要调节输出信号的幅度,即控制电路的开关状态的时间。

3. 脉冲生成:利用计时器或特殊的PWM芯片,根据设定的周
期和脉冲宽度来生成PWM信号。

4. 输出控制:将PWM信号通过电流放大器等电路输出给目标
设备,实现对设备的控制。

在PWM信号中,脉冲宽度占整个周期的比例决定了输出信号
的强度或工作状态。

脉冲宽度比例越大,输出信号越强;脉冲宽度比例越小,输出信号越弱。

优点是PWM控制方式可以实现模拟信号的输出,而不需要使
用模数转换器。

另外,由于脉冲宽度的变化可以通过改变开关频率来实现,因此PWM可以很好地适应不同频率范围的应用。

总之,PWM控制的工作原理是根据周期和脉冲宽度比例来控制输出信号的强度或工作状态,通过改变脉冲宽度比例来实现对电子设备的精确控制。

pwm控制工作原理

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。

说明PWM控制的基本原理

说明PWM控制的基本原理

说明PWM控制的基本原理
PWM控制的基本原理。

脉冲宽度调制(PWM)是一种常见的控制技术,它通过改变信号的脉冲宽度来控制电路中的电压和电流。

PWM控制在各种电子设备和系统中都有广泛的应用,例如直流电机控制、变频调速、LED调光等领域。

本文将介绍PWM控制的基本原理及其在实际应用中的一些特点。

PWM控制的基本原理是通过改变信号的脉冲宽度来控制电路中的电压和电流。

当信号的脉冲宽度增大时,电路中的电压和电流也随之增大;反之,脉冲宽度减小时,电路中的电压和电流也减小。

这种通过改变信号的脉冲宽度来控制电路中电压和电流的方法,可以实现对电路中各种元件的精确控制,从而实现对整个电路的精确控制。

在PWM控制中,信号的脉冲宽度是由一个称为PWM调制器的电路产生的。

PWM调制器会根据输入的控制信号,产生一系列脉冲宽度不同的方波信号。

这些方波信号会被送入电路中,通过改变脉冲宽度来控制电路中的电压和电流。

在实际应用中,PWM控制有一些特点。

首先,PWM控制可以实现对电路中各种元件的精确控制,因此在各种需要精确控制的场合中都有广泛的应用。

其次,PWM控制可以实现对电路中电压和电流的高效调节,从而实现对整个电路的高效控制。

另外,PWM控制还可以通过改变脉冲宽度来实现对电路中功率的调节,从而实现对整个电路功率的高效控制。

总之,PWM控制是一种通过改变信号的脉冲宽度来控制电路中的电压和电流的技术。

它可以实现对电路中各种元件的精确控制,实现对整个电路的高效控制。

在实际应用中,PWM控制有着广泛的应用前景,可以应用于各种需要精确控制和高效控制的场合中。

pwm控制的基本原理

pwm控制的基本原理

pwm控制的基本原理
PWM(脉宽调制)是一种常用的模拟控制方式,它通过不断改变电路输出的占空比来模拟更精确的控制。

下面是 PWM 控制的基本原理:
1、占空比(Duty Cycle):占空比是指一段电路中,控制信号开启有效时间占整段电路时间的比例。

2、脉宽调制:即根据要控制的电器,改变比例占空比,来模拟出不同强度的电流。

3、工频周期:用于控制 PWM 波形的工作频率,基本上是指 PWM 的脉冲调制频率。

4、相位偏移:即在 PWM 脉冲的开始时间点,把输入信号在控制信号上插值。

5、抖动:抖动指的是在 PWM 信号的微小波动,影响 PWM 的效果和精度,抖动的大小一般是按秒进行计算的。

6、PWM 模块:通过 PWM 模块,可以对 PWM 信号输入来控制电机
等设备,进行实现脉宽调制和频率调制等控制方式。

PWM 是一种高精度控制手段,可实现精确控制目标电器的转速、位移及波形等。

因此 PWM 控制技术已经广泛应用在家用设备、工业自动化系统等领域,用以控制各种电源和负载,实现因需要对被控制对象进行精准控制的需求。

pwm控制技术的基本原理

pwm控制技术的基本原理

pwm控制技术的基本原理
PWM(脉冲宽度调制)控制技术是一种常用的调节电压或电流的方式,其基本原理是通过控制一个周期内脉冲的宽度,来实现对输出信号的控制。

PWM控制技术的基本原理如下:
1. 首先,将输入信号(通常为模拟信号)与一个基准信号进行比较。

基准信号通常是一个固定频率的方波信号。

2. 当输入信号大于基准信号时,输出一个高电平脉冲;当输入信号小于基准信号时,输出一个低电平脉冲。

脉冲的宽度取决于输入信号与基准信号之间的差异程度。

3. 接下来,通过将高电平脉冲和低电平脉冲周期性地重复,就可以得到一个脉冲宽度可调的信号。

4. 最后,通过调节脉冲的宽度,可以控制输出信号的平均值。

脉冲宽度较宽,输出平均电压或电流较高;脉冲宽度较窄,输出平均电压或电流较低。

通过不断地改变脉冲宽度,PWM信号可以模拟出连续范围内多个不同的平均值,从而实现对输出信号的精确控制。

在实际应用中,PWM控制技术被广泛应用于电机控制、照明调光、电力转换等领域。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

PWM控制技术主要内容:PWM控制的基本原理、控制方式与PWM波形的生成方法,PWM逆变电路的谐波分析,PWM整流电路。

重点:PWM控制的基本原理、控制方式与PWM波形的生成方法。

难点:PWM波形的生成方法,PWM逆变电路的谐波分析。

基本要求:掌握PWM控制的基本原理、控制方式与PWM波形的生成方法,了解PWM 逆变电路的谐波分析,了解跟踪型PWM逆变电路,了解PWM整流电路。

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)。

第3、4章已涉及这方面内容: 第3章:直流斩波电路采用,第4章有两处:4.1节斩控式交流调压电路,4.4节矩阵式变频电路。

本章内容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。

本章主要以逆变电路为控制对象来介绍PWM控制技术,也介绍PWM整流电路1 PWM控制的基本原理理论基础: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6-1 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6-1所示的电压窄脉冲加在一阶惯性环节(R-L电路)上,如图6-2a所示。

其输出电流i(t)对不同窄脉冲时的响应波形如图6-2b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6-2 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6-3 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。

等幅PWM波和不等幅PWM波:由直流电源产生的PWM波通常是等幅PWM波,如直流斩波电路及本章主要介绍的PWM逆变电路,6.4节的PWM整流电路。

输入电源是交流,得到不等幅PWM波,如4.1节讲述的斩控式交流调压电路,4.4节的矩阵式变频电路。

基于面积等效原理,本质是相同的。

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。

2 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,目前实用的几乎都是电压型。

(1)计算法和调制法1、计算法根据正弦波频率、幅值和半周期脉冲数,准确计算PWM波各脉冲宽度和间隔,据此控制逆变电路开关器件的通断,就可得到所需PWM波形。

缺点: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、调制法输出波形作调制信号,进行调制得到期望的PWM波;通常采用等腰三角波或锯齿波作为载波;等腰三角波应用最多,其任一点水平宽度和高度成线性关系且左右对称;与任一平缓变化的调制信号波相交,在交点控制器件通断,就得宽度正比于信号波幅值的脉冲,符合PWM的要求。

调制信号波为正弦波时,得到的就是SPWM波;调制信号不是正弦波,而是其他所需波形时,也能得到等效的PWM波。

结合IGBT单相桥式电压型逆变电路对调制法进行说明:设负载为阻感负载,工作时V1和V2通断互补,V3和V4通断也互补。

控制规律:u o正半周,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,电流有一段为正,一段为负,负载电流为正区间,V1和V4导通时,u o等于U d,V4关断时,负载电流通过V1和V D3续流,u o=0,负载电流为负区间,i o为负,实际上从V D1和V D4流过,仍有u o=U d,V4断,V3通后,i o从V3和V D1续流,u o=0,u o总可得到U d和零两种电平。

u o负半周,让V2保持通,V1保持断,V3和V4交替通断,u o可得-U d和零两种电平。

图6-4 单相桥式PWM逆变电路单极性PWM控制方式(单相桥逆变):在u r和u c的交点时刻控制IGBT的通断。

u r正半周,V1保持通,V2保持断,当u r>u c 时使V4通,V3断,u o=U d,当u r<u c时使V4断,V3通,u o=0。

u r负半周,V1保持断,V2保持通,当u r<u c时使V3通,V4断,u o=-U d,当u r>u c时使V3断,V4通,u o=0,虚线u of 表示u o的基波分量。

波形见图6-5。

图6-5 单极性PWM控制方式波形双极性PWM控制方式(单相桥逆变):在u r半个周期内,三角波载波有正有负,所得PWM波也有正有负。

在u r一周期内,输出PWM波只有±U d两种电平,仍在调制信号u r和载波信号u c的交点控制器件通断。

u r 正负半周,对各开关器件的控制规律相同,当u r >u c时,给V1和V4导通信号,给V2和V3关断信号,如i o>0,V1和V4通,如i o<0,V D1和V D4通,u o=U d,当u r<u c时,给V2和V3导通信号,给V1和V4关断信号,如i o<0,V2和V3通,如i o>0,V D2和V D3通,u o=-U d。

波形见图6-6。

单相桥式电路既可采取单极性调制,也可采用双极性调制。

图6-6 双极性PWM控制方式波形双极性PWM控制方式(三相桥逆变):见图6-7。

三相PWM控制公用u c,三相的调制信号u rU、u rV和u rW依次相差120°。

U相的控制规律:当u rU>u c时,给V1导通信号,给V4关断信号,u UN´=U d/2,当u rU<u c时,给V4导通信号,给V1关断信号,u UN´=-U d/2;当给V1(V4)加导通信号时,可能是V1(V4)导通,也可能是V D1(V D4)导通。

u UN´、图6-7 三相桥式PWM型逆变电路u VN´和u WN´的PWM波形只有±U d/2两种电平,u UV波形可由u UN´-u VN´得出,当1和6通时,u UV=U d,当3和4通时,u UV=-U d,当1和3或4和6通时,u UV=0。

波形见图6-8。

输出线电压PWM波由±U d和0三种电平构成,负载相电压PWM波由(±2/3)U d、(±1/3)U d 和0共5种电平组成。

图6-8 三相桥式PWM逆变电路波形防直通死区时间:同一相上下两臂的驱动信号互补,为防止上下臂直通造成短路,留一小段上下臂都施加关断信号的死区时间。

死区时间的长短主要由器件关断时间决定。

死区时间会给输出PWM波带来影响,使其稍稍偏离正弦波。

特定谐波消去法(Selected Harmonic Elimination PWM—SHEPWM):计算法中一种较有代表性的方法,图6-9。

输出电压半周期内,器件通、断各3次(不包括0和π),共6个开关时刻可控。

为减少谐波并简化控制,要尽量使波形对称。

首先,为消除偶次谐波,使波形正负两半周期镜对称,即:)()(πωω+-=t u t u (6-1)图6-9 特定谐波消去法的输出PWM 波形其次,为消除谐波中余弦项,使波形在半周期内前后1/4周期以π/2为轴线对称。

)()(t u t u ωπω-= (6-2) 四分之一周期对称波形,用傅里叶级数表示为:∑∞==,...5,3,1nsin )(n t n a t u ωω (6-3)式中,a n 为 ⎰=20n sin )(4πωωωπt td n t u a图6-9,能独立控制a 1、a 2和a 3共3个时刻。

该波形的a n 为)cos 2cos 2cos 21(2])sin 2(sin 2)sin 2(sin 2[4321d 23d 0n 32211αααπωωωωωωωωππn n n n U t d t n U t td n U t d t n U t td n U a a d a a d a a a d -+-=-++-+=⎰⎰⎰⎰ (6-4) 式中n=1,3,5,…确定a 1的值,再令两个不同的a n =0,就可建三个方程,求得a 1、a 2和a 3。

消去两种特定频率的谐波:在三相对称电路的线电压中,相电压所含的3次谐波相互抵消,可考虑消去5次和7次谐波,得如下联立方程:)cos 2cos 2cos 21(2321d 1αααπ-+-=U a0)7cos 27cos 27cos 21(720)5cos 25cos 25cos 21(52321d 7321d 5=-+-==-+-=αααπαααπU a U a (6-5) 给定a 1,解方程可得a 1、a 2和a 3。

a 1变,a 1、a 2和a 3也相应改变。

一般,在输出电压半周期内器件通、断各k 次,考虑PWM 波四分之一周期对称,k 个开关时刻可控,除用一个控制基波幅值,可消去k -1个频率的特定谐波,k 越大,开关时刻的计算越复杂。

除计算法和调制法外,还有跟踪控制方法,在6.3节介绍(2)异步调制和同步调制载波比——载波频率f c 与调制信号频率f r 之比,N= f c / f r 。

根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况,PWM 调制方式分为异步调制和同步调制:1、异步调制异步调制——载波信号和调制信号不同步的调制方式。

通常保持f c 固定不变,当f r 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f r 较低时,N 较大,一周期内脉冲数较多,脉冲不对称的不利影响都较小,当f r 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。

因此,在采用异步调制方式时,希望采用较高的载波频率,以使在信号波频率较高时仍能保持较大的载波比。

相关文档
最新文档