脉冲宽度调制(PWM),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。
PWM的频率:是指1秒钟内信号从高电平到低电平再回到高电平的次数,也就是说一秒钟PWM有多少个周期。
如果频率为50Hz,也就是说一个周期是20ms,那么一秒钟就有50次PWM周期。
占空比:是一个脉冲周期内,高电平的时间与整个周期时间的比例。
周期:一个脉冲信号的时间,1s内测周期次数等于频率。
脉宽时间:高电平时间。
上图中脉宽时间占总周期时间的比例,就是占空比。
PWM控制的基本原理
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。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。
pwm的频率是指每秒钟信号从高电平到低电平再回到高电平的次数,占空比是高电平持续时间和低电平持续时间之间的比例。
pwm的频率越高,其对输出的响应就会越快,频率越低输出响应越慢。
pwm的调节作用来源于对“占周期”的宽度控制,“占周期”变宽,输出的能量就会提高,通过阻容变换电路所得到的平均电压也会上升,“占周期”变窄,输出的能量就会降低,通过阻容变换电路所得到的平均电压也会下降。pwm就是通过这种原理实现D/A转换的。
PWM占空比,频率,周期之间关系
频率所涉及的是周期,频率与周期成倒数。脉宽与占空比所涉及的是周期。脉宽是在一个周期内高电平所占的时间,占空比(如其名)为在一个周期内高电平所占的比例。例如:假设频率为F,占空比为P,则脉宽=(1/F)*P。
pwm占空比与输出电压关系
PWM部分通过占空比调节使电压的平均值达到稳压值,但真正输出稳定电压是靠PWM后接的电感、电容等组成的滤波器。其中电感将间断的电压变成相对稳定的电流,电容再将电流变成相对稳定的电压。
如果后面接的是直流电机,那就根本不用电容了,只要稳定电流就达到了目的,等效电压就是平均电压。
使用低通滤波器可以变成较平滑的电压,但是不会太平滑,因为你的PWM频率太低了。可以使用电阻电容组成的低通滤波器,把转折频率选成30Hz。不过这样有个问题,你得到的输出确实平滑了,但是频率也不会超过30Hz。
PWM的占空比决定输出到直流电机的平均电压.
PWM不是调节电流的.PWM的意思是脉宽调节也就是调节方波高电平和低电 平的时间比
一个20%占空比波形会有20%的高电平时间和80%的低电平时间,
而一个60%占空比的波形则具有60%的高电平时间和40%的低电平时间
占空比越大高电平时间越长则输出的脉冲幅度越高即电压越高.如果占空比为0%
那么高电平时间为0则没有电压输出.如果占空比为100%那么输出全部电压.
pwm占空比与输出电流关系
pwm占空比越大,功率管导通时间会增加,输出功率越大电流也越大,充电电流也越大,理论上如此。
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。
输出的电压和电流,以及通过PWM驱动输出改变电压和电流的大小,通过采集到的电压和电流与目标电压和电流进行对比,想增大输出电压和电流就增加PWM输出占空比,减少输出电压和电流就减小PWM输出占空比。
|