精华内容
下载资源
问答
  • 本文主要对单片机pwm控制基本原理进行了解析,希望对你的学习有所帮助。
  • PWM控制基本原理

    2021-01-13 00:41:01
     PWM控制技术在逆变电路中应用广,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...
  •  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...
  • PWM控制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,...
  • 本文主要为单片机pwm控制led亮度原理图,希望对你的学习有所帮助。
  • PWM控制原理与方法

    2021-01-20 06:12:55
    PWM控制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,...
  • 摘要:介绍了PWM控制电路的基本构成及工作原理,给出了美国Silicon General公司生产的高性能集成PWM控制器SG3524的引脚排列和功能说明,同时给出了其在不间断电源中的应用电路。 关键词:PWM SG3524 控制器引言开关...
  • 本文主要是关于双极性pwm的相关介绍,并...SPWM方法的基本原理 具有等幅和正弦宽度的PWM波被称为SPWM(正弦PWM)波形。它 如图1.1.2所示,通过将正弦半波分成N个相等的部分,正弦半波可以看作是由N个脉冲序列组成的
  • 单片机PWM控制基本原理详解~

    千次阅读 2020-03-05 11:30:00
    PWM是Pulse Width Modulation的缩写,它的中文名字是脉冲宽度调制,一种说法是它利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种有效的技术,其实就是使用数字信号达到一...

    PWM是Pulse Width Modulation的缩写,它的中文名字是脉冲宽度调制,一种说法是它利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种有效的技术,其实就是使用数字信号达到一个模拟信号的效果。这是个什么概念呢?我们一步步来介绍。

    首先从它的名字来看,脉冲宽度调制,就是改变脉冲宽度来实现不同的效果。我们先来看三组不同的脉冲信号,如图所示。

    图 10-1 PWM 波形

    这是一个周期是 10ms,即频率是 100Hz 的波形,但是每个周期内,高低电平脉冲宽度各不相同,这就是 PWM 的本质。在这里大家要记住一个概念,叫做“占空比”。占空比是指高电平的时间占整个周期的比例。比如第一部分波形的占空比是 40%,第二部分波形占空比是 60%,第三部分波形占空比是 80%,这就是 PWM 的解释。

    那为何它能对模拟电路进行控制呢?大家想一想,我们数字电路里,只有 0 和 1 两种状态,比如我们第 2 章学会的点亮 LED 小灯那个程序,当我们写一个 LED = 0;小灯就会长亮,当我们写一个 LED = 1;小灯就会灭掉。当我们让小灯亮和灭间隔运行的时候,小灯是闪烁。

    如果我们把这个间隔不断的减小,减小到我们的肉眼分辨不出来,也就是 100Hz 以上的频率,这个时候小灯表现出来的现象就是既保持亮的状态,但亮度又没有 LED = 0;时的亮度高。那我们不断改变时间参数,让 LED = 0;的时间大于或者小于 LED = 1;的时间,会发现亮度都不一样,这就是模拟电路的感觉了,不再是纯粹的 0 和 1,还有亮度不断变化。大家会发现,如果我们用 100Hz 的信号,如图 10-1 所示,假如高电平熄灭小灯,低电平点亮小灯的话,第一部分波形熄灭 4ms,点亮 6ms,亮度最高,第二部分熄灭 6ms,点亮 4ms,亮度次之,第三部分熄灭 8ms,点亮 2ms,亮度最低。那么用程序验证一下我们的理论,我们用定时器T0 定时改变 P0.0 的输出来实现 PWM,与纯定时不同的是,这里我们每周期内都要重载两次定时器初值,即用两个不同的初值来控制高低电平的不同持续时间。为了使亮度的变化更加明显,程序中使用的占空比差距更大。

    #include

    sbit PWMOUT = P0^0;

    sbit ADDR0 = P1^0;

    sbit ADDR1 = P1^1;

    sbit ADDR2 = P1^2;

    sbit ADDR3 = P1^3;

    sbit ENLED = P1^4;

    unsigned char HighRH = 0; //高电平重载值的高字节

    unsigned char HighRL = 0; //高电平重载值的低字节

    unsigned char LowRH = 0; //低电平重载值的高字节

    unsigned char LowRL = 0; //低电平重载值的低字节

    void ConfigPWM(unsigned int fr, unsigned char dc);

    void ClosePWM();

    void main(){

    unsigned int i;

    EA = 1; //开总中断

    ENLED = 0; //使能独立 LED

    ADDR3 = 1;

    ADDR2 = 1;

    ADDR1 = 1;

    ADDR0 = 0;

    while (1){

    ConfigPWM(100, 10); //频率 100Hz,占空比 10%

    for (i=0; i40000; i++);

    ClosePWM();

    ConfigPWM(100, 40); //频率 100Hz,占空比 40%

    for (i=0; i40000; i++);

    ClosePWM();

    ConfigPWM(100, 90); //频率 100Hz,占空比 90%

    for (i=0; i40000; i++);

    ClosePWM(); //关闭 PWM,相当于占空比 100%

    for (i=0; i40000; i++);

    }

    }

    /* 配置并启动 PWM,fr-频率,dc-占空比 */

    void ConfigPWM(unsigned int fr, unsigned char dc){

    unsigned int high, low;

    unsigned long tmp;

    tmp = (11059200/12) / fr; //计算一个周期所需的计数值

    high = (tmp*dc) / 100; //计算高电平所需的计数值

    low = tmp - high; //计算低电平所需的计数值

    high = 65536 - high + 12; //计算高电平的重载值并补偿中断延时

    low = 65536 - low + 12;//计算低电平的重载值并补偿中断延时

    HighRH = (unsigned char)(high>>8); //高电平重载值拆分为高低字节

    HighRL = (unsigned char)high;

    LowRH = (unsigned char)(low>>8); //低电平重载值拆分为高低字节

    LowRL = (unsigned char)low;

    TMOD &= 0xF0; //清零 T0 的控制位

    TMOD |= 0x01; //配置 T0 为模式 1

    TH0 = HighRH; //加载 T0 重载值

    TL0 = HighRL;

    ET0 = 1; //使能 T0 中断

    TR0 = 1; //启动 T0

    PWMOUT = 1; //输出高电平

    }

    /* 关闭 PWM */

    void ClosePWM(){

    TR0 = 0; //停止定时器

    ET0 = 0; //禁止中断

    PWMOUT = 1; //输出高电平

    }

    /* T0 中断服务函数,产生 PWM 输出 */

    void InterruptTimer0() interrupt 1{

    if (PWMOUT == 1){ //当前输出为高电平时,装载低电平值并输出低电平

    TH0 = LowRH;

    TL0 = LowRL;

    PWMOUT = 0;

    }else{ //当前输出为低电平时,装载高电平值并输出高电平

    TH0 = HighRH;

    TL0 = HighRL;

    PWMOUT = 1;

    }

    }

    需要提醒大家的是,由于标准 51 单片机中没有专门的 PWM 模块,所以我们用定时器加中断的方式来产生 PWM,而现在有很多的单片机都会集成硬件的 PWM 模块,这种情况下需要我们做的就仅仅是计算一下周期计数值和占空比计数值然后配置到相关的 SFR 中即可,既使程序得到了简化又确保了 PWM 的输出品质(因为消除了中断延时的影响)。

    大家编译下载程序后,会发现小灯从最亮到灭一共 4 个亮度等级。如果我们让亮度等级更多,并且让亮度等级连续起来,会产生一个小灯渐变的效果,与呼吸有点类似,所以我们习惯上称之为呼吸灯,程序代码如下,这个程序用了 2 个定时器 2 个中断,这是我们第一次这样用,大家可以学习一下。我们来试试这个程序,试完了大家一定要能自己把程序写出来,切记。

    #include

    sbit PWMOUT = P0^0;

    sbit ADDR0 = P1^0;

    sbit ADDR1 = P1^1;

    sbit ADDR2 = P1^2;

    sbit ADDR3 = P1^3;

    sbit ENLED = P1^4;

    unsigned long PeriodCnt = 0; //PWM 周期计数值

    unsigned char HighRH = 0; //高电平重载值的高字节

    unsigned char HighRL = 0; //高电平重载值的低字节

    unsigned char LowRH = 0; //低电平重载值的高字节

    unsigned char LowRL = 0; //低电平重载值的低字节

    unsigned char T1RH = 0; //T1 重载值的高字节

    unsigned char T1RL = 0; //T1 重载值的低字节

    void ConfigTimer1(unsigned int ms);

    void ConfigPWM(unsigned int fr, unsigned char dc);

    void main(){

    EA = 1; //开总中断

    ENLED = 0; //使能独立 LED

    ADDR3 = 1;

    ADDR2 = 1;

    ADDR1 = 1;

    ADDR0 = 0;

    ConfigPWM(100, 10); //配置并启动 PWM

    ConfigTimer1(50); //用 T1 定时调整占空比

    while (1);

    }

    /* 配置并启动 T1,ms-定时时间 */

    void ConfigTimer1(unsigned int ms){

    unsigned long tmp; //临时变量

    tmp = 11059200 / 12; //定时器计数频率

    tmp = (tmp * ms) / 1000; //计算所需的计数值

    tmp = 65536 - tmp; //计算定时器重载值

    tmp = tmp + 12; //补偿中断响应延时造成的误差

    T1RH = (unsigned char)(tmp>>8); //定时器重载值拆分为高低字节

    T1RL = (unsigned char)tmp;

    TMOD &= 0x0F; //清零 T1 的控制位

    TMOD |= 0x10; //配置 T1 为模式 1

    TH1 = T1RH; //加载 T1 重载值

    TL1 = T1RL;

    ET1 = 1; //使能 T1 中断

    TR1 = 1; //启动 T1

    }

    /* 配置并启动 PWM,fr-频率,dc-占空比 */

    void ConfigPWM(unsigned int fr, unsigned char dc){

    unsigned int high, low;

    PeriodCnt = (11059200/12) / fr; //计算一个周期所需的计数值

    high = (PeriodCnt*dc) / 100; //计算高电平所需的计数值

    low = PeriodCnt - high; //计算低电平所需的计数值

    high = 65536 - high + 12; //计算高电平的定时器重载值并补偿中断延时

    low = 65536 - low + 12; //计算低电平的定时器重载值并补偿中断延时

    HighRH = (unsigned char)(high>>8); //高电平重载值拆分为高低字节

    HighRL = (unsigned char)high;

    LowRH = (unsigned char)(low>>8); //低电平重载值拆分为高低字节

    LowRL = (unsigned char)low;

    TMOD &= 0xF0; //清零 T0 的控制位

    TMOD |= 0x01; //配置 T0 为模式 1

    TH0 = HighRH; //加载 T0 重载值

    TL0 = HighRL;

    ET0 = 1; //使能 T0 中断

    TR0 = 1; //启动 T0

    PWMOUT = 1; //输出高电平

    }

    /* 占空比调整函数,频率不变只调整占空比 */

    void AdjustDutyCycle(unsigned char dc){

    unsigned int high, low;

    high = (PeriodCnt*dc) / 100; //计算高电平所需的计数值

    low = PeriodCnt - high; //计算低电平所需的计数值

    high = 65536 - high + 12; //计算高电平的定时器重载值并补偿中断延时

    low = 65536 - low + 12; //计算低电平的定时器重载值并补偿中断延时

    HighRH = (unsigned char)(high>>8); //高电平重载值拆分为高低字节

    HighRL = (unsigned char)high;

    LowRH = (unsigned char)(low>>8); //低电平重载值拆分为高低字节

    LowRL = (unsigned char)low;

    }

    /* T0 中断服务函数,产生 PWM 输出 */

    void InterruptTimer0() interrupt 1{

    if (PWMOUT == 1){ //当前输出为高电平时,装载低电平值并输出低电平

    TH0 = LowRH;

    TL0 = LowRL;

    PWMOUT = 0;

    }else{ //当前输出为低电平时,装载高电平值并输出高电平

    TH0 = HighRH;

    TL0 = HighRL;

    PWMOUT = 1;

    }

    }

    /* T1 中断服务函数,定时动态调整占空比 */

    void InterruptTimer1() interrupt 3{

    static bit dir = 0;

    static unsigned char index = 0;

    unsigned char code table[13] = { //占空比调整表

    5, 18, 30, 41, 51, 60, 68, 75, 81, 86, 90, 93, 95

    };

    TH1 = T1RH; //重新加载 T1 重载值

    TL1 = T1RL;

    AdjustDutyCycle(table[index]); //调整 PWM 的占空比

    if (dir == 0){ //逐步增大占空比

    index++;

    if (index >= 12){

    dir = 1;

    }

    }else{ //逐步减小占空比

    index--;

    if (index == 0){

    dir = 0;

    }

    }

    }

    呼吸灯效果做出来后,利用这个基本原理,其它各种效果的灯光闪烁都应该可以做出来,大家看到的 KTV 里边那绚丽的灯光闪烁,其实就是采用的 PWM 技术控制的。

    1.零基础让普通MCU跑人工智能!法国AI创企开发无监督学习软件系统

    2.反对人工智能的九条意见!

    3.看直播赢好礼丨各路大咖为您解读《疫情当下,物联网与嵌入式系统的思考》

    4.STM32系统中的2种数据掉电保护方法!

    5.如何学会所有的编程语言?

    6.VSCode和SourceInsight,到底哪个看源码爽?

    免责声明:本文系网络转载,版权归原作者所有。如涉及作品版权问题,请与我们联系,我们将根据您提供的版权证明材料确认版权并支付稿酬或者删除内容。

    展开全文
  • pwm控制电机转速原理浅析

    万次阅读 多人点赞 2020-01-29 16:26:23
    所谓PWM就是脉宽调制器,通过调制器给电机提供一个具有一定频率的脉冲宽度可调的脉冲电。脉冲宽度越大即占空比越大,提供给电机的平均电压越大,电机转速就高。反之脉冲宽度越小,则占空比越越小。提供给电机的平均...

    首先我们要明白电机的原理

    电机 简单来说就是 实现电能与机械能相互转换的电工设备

    那么我们经常使用的直流电机原理就是:

    电生磁:通电导线会产生磁场
    在这里插入图片描述
    也就是电磁感应 旋转磁场带动转子转动。
    电动机是由定子和转子组成,一个产生旋转磁场,一个为磁极,电机的转子(轴承)就转起来了。

    这便实现了 电能->磁能->机械能的转换

    下面两个图可以更直观的理解:
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    那么关于电机我们不做深究,
    我们只需要知道,电机的本质,就是线圈 也就是电感元件

    同时我们知道电感有防止电流突变的作用

    关于PWM的原理请参照这篇博客:

    《PWM原理 PWM频率与占空比详解》

    那么,我们来浅析一下:

    通电导线在磁场中受到的力称为安培力
    而安培力的公式:
    F=BIL

    在其他条件不变的情况下,控制其通过的电流即控制安培力的大小

    那么,电机的电阻R 是基本不变的 电流I 就等于 I = U/R

    F= BLU/R

    在R B L不变的情况 控制安培力的大小,本质就是修改供电电压的大小

    我们也就知道,控制电机转速的本质就是给电机供不同的供电电压

    电压越大,电机转速越快

    那么我们知道 PWM的本质就是脉宽调制,通过输出不同的占空比,从而将直流电压转换成不同电压值的模拟信号

    具体看这里:
    《PWM原理 PWM频率与占空比详解》

    原理:
    占空比可以实现对电机转速的调节,我们知道,占空比是高电平在一个周期之中的比值,高电平的所占的比值越大,占空比就越大,对于直流电机来讲,电机输出端引脚是高电平电机就可以转动,当输出端高电平时,电机会转动,但是是一点一点的提速,在高电平突然转向低电平时,电机由于电感有防止电流突变的作用是不会停止的,会保持这原有的转速,以此往复,电机的转速就是周期内输出的平均电压值,所以实质上我们调速是将电机处于一种,似停非停,似全速转动又非全速转动的状态,那么在一个周期的平均速度就是我们占空比调出来的速度了,

    总结: 在电机控制中,电压越大,电机转速越快,而通过PWM输出不同的模拟电压,便可以使电机达到不同的输出转速

    当然,在电机控制中,不同的电机都有其适应的频率 频率太低会导致运动不稳定,如果频率刚好在人耳听觉范围,有时还会听到呼啸声。频率太高的电机可能反应不过来

    正常的电机频率在 6-16kHZ之间为好

    输出的电压就不同,电机转速就不同。那我们可以知道,通过滑动变阻器或者更换不同电压的电源都可以实现电机的调速,但是在实际应用中显然pwm更方便些。

    专业一点的话就是:

    所谓PWM就是脉宽调制器,通过调制器给电机提供一个具有一定频率的脉冲宽度可调的脉冲电。脉冲宽度越大即占空比越大,提供给电机的平均电压越大,电机转速就高。反之脉冲宽度越小,则占空比越越小。提供给电机的平均电压越小,电机转速就低。

    展开全文
  • 前言理想的电能变换控制希望变换器的实际输出波形与参考波形完全一致。但在中大功率的应用中,连续的参考波形无法直接转化为输出波形。脉宽调制(Pulse-width Modulation, PWM)技术通过伏秒平衡,可以实现脉冲波形对...
    9b47e7e07dc293f643ff29bfb6deb39c.gif

    点击上方蓝字关注我们!

    b83277ee7520ab79eb62398aa4cb8131.png

    前言

    理想的电能变换控制希望变换器的实际输出波形与参考波形完全一致。但在中大功率的应用中,连续的参考波形无法直接转化为输出波形。

    脉宽调制(Pulse-width Modulation, PWM)技术通过伏秒平衡,可以实现脉冲波形对连续参考波形进行等效,见《电力电子变换器的先进脉宽调制技术》。

    因而随着20世纪中后期电力电子器件的诞生与应用,PWM技术逐渐完善,并成为了电力电子变换中的核心技术

    从功能上而言,变换器可以看做是功率版的数-模转换(Digital-Analog, DA)模块,将控制算法计算出的参考波形(数字量)转化为实际的输出电压(模拟量),其功能的实现完全依赖于IGBT等开关器件是否接受了正确的PWM序列。因此,理解PWM控制的原理是基本要求。

    根据张兴老师在《PWM整流器及其控制》15~16页中的介绍,PWM变换器通过控制网侧电流,可以实现四象限运行。简单来说,PWM变换器既可以工作于逆变器状态,也可以工作于整流器状态。在后续描述过程中,会根据PWM变换器的实际工作状态,给予相应的称呼。

    PWM控制的基本原理

    5930c17641d01d5557009c832896e925.png

    目前电力系统还是以交流发电、输电、用电为主。对于大电网而言,她并不关心电压电流是由同步发电机产生,或者由逆变器产生。她只关注电压的波形质量是否符合标准,是否对其本身有危害。

    当上图中的单刀双掷开关闭合在同步发电机侧时,输出的波形即为完美的正弦波。这也是传统电力系统中,电力的主要生产方式。

    当我们采用逆变器来与大电网交互功率时,也希望逆变器能够模拟同步发电机的特性。最基本的要求是,我们希望逆变器的输出波形是完美的正弦波。但是,逆变器并不能直接像同步发电机那样,在端口上直接输出三相对称的正弦电压。

    这就需要用到一个重要的原理--面积等效原理冲量相等而形状不同的窄脉冲施加在惯性环节上时,其效果基本相同。

    c7b3d23a119c5826ed2704b08a59d0b3.png

    如上图所示。图(a)中展示了三种面积相等、形状不同的窄脉冲。将它们分别施加在图(b)所示的RL测试电路中,其电流响应波形如图(c)所示。从图(c)中可以看出:在初始暂态时,它们的响应波形略有差别,但是后续的波形则完全一致。

    a3647ddc08f51e48d2baaa9a97bf8120.png

    如图所示,若我们希望逆变器的接线端口输出的是正弦波,可以首先将正弦波等分为周期为 d24f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 的圆弧。然后用三角形或梯形的面积去近似圆弧下的面积。再将幅值相等,宽度不同的矩形脉冲代替三角脉冲和梯形脉冲(即为脉冲宽度调制技术)。

    当 d24f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 很小时,根据面积等效原理,对于大电网或负载而言,正弦波输入与矩形波输入下的响应是类似的,这也是PWM技术能够广泛有效应用的原因。

    那如何让逆变器输出为等幅矩形波呢?

    6ed12d3717adc3be8ad1a9677a3928aa.png

    如上图(a)所示是一个单相两电平的逆变器,其直流侧电压为 d84f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg ,电阻 da4f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 为负载电阻(当逆变器关机时,保证直流侧电容放电)。逆变器的每相桥臂由两个理想开关: dd4f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg ,其中e04f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svge24f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg同时打开或关闭, e44f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 与 e54f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 同时打开或关闭。任意时刻, e04f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 与 e54f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 或 e44f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 与 e24f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 不能同时关闭。

    当 e04f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 与 e24f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 同时关闭且e44f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 与 e54f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg处于打开状态时,逆变器的输出电压 f54f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg ;当e04f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 与 e24f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg同时打开且e44f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 与 e54f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg处于关闭状态时,逆变器的输出电压 00500795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 。

    对于同一面积的矩形脉冲,我们可以采用两种调制方法:单极性调制、双极性调制。如图(b)所示。

    单极性调制:在正弦波的正半周,参考矩形面积为正。对于在一个 d24f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 内,面积为正的矩形脉冲,我们可以保持 e44f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 与 e54f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg处于关闭状态,先让 e04f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 与 e24f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 处于关闭状态,此时 0f500795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg ;一段时间后,再让 e04f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 与 e24f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 打开一段时间, f54f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg ;然后再让 e04f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 与 e24f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg处于关闭状态。

    双极性调制:对于在一个 d24f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 内,面积为正的矩形脉冲,先让 e04f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 与 e24f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 处于关闭状态,e44f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 与 e54f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg处于打开状态,此时 00500795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg ;一段时间后,关闭e44f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 与 e54f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg,打开 e04f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 与 e24f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 处, f54f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg ;然后再关闭 e04f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 与 e24f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg,打开 e44f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 与 e54f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg ,此时 00500795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 。需要注意的是,再一个 d24f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 内,正矩形脉冲面积减去负矩阵脉冲面积应该与单极性调制下的正矩形面积相等。

    在正弦波的负半周,参考矩形面积为负,解释与正半周类似。

    目前为止,我们知道:通过控制逆变器开关的开通与关断,可以输出窄矩形脉冲;再利用面积等效原理,当 d24f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 较小时,窄矩形脉冲可以逼近正弦波。


    现在我们面临了一个核心问题:为了得到想要的参考正弦波波形,如何设计矩形脉冲的宽度(注意PWM即为脉冲宽度调制的简称)?

    67d44f1a705c53920e24888af192fa3b.png

    如上图所示,将参考正弦波形称为调制波,我们设计一个三角载波,载波频率远远大于调制波的频率。

    将调制波的幅值与三角载波进行比较,当调制波>载波时,PWM序列取正值;当调制波

    需要强调的是,为了绘图方便,图中载波频率并不高,导致一个周期 d24f0795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 内,PWM的幅值变化了几次,这与实际是不符的;事实上,由于载波频率较高,一个周期内,载波与调制波至多相交两次。

    至此,我们可以把逆变器看做是一个可控方波源:

    e2aa7e942e452195a515c569f9f0042a.png

    但是我们并不满足。实际的大电网需要的是正弦波,而逆变器的方波中包含了丰富谐波,会对系统内的其他设备造成干扰。

    当参考波形是周期性的正弦波时,生成的PWM序列也是周期性的。根据傅里叶分析可知,任意周期性的波形,都可以分解为不同频率正弦波的叠加。

    记PWM脉冲波形为函数 7a500795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg ,则可以分解为:

    7e500795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg

    其中 83500795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 为基波角频率, 87500795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 为基波相位, 8b500795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 为载波角频率, 8e500795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 为载波相位。

    式中第一项为直流分量,第二项为基波分量和基带谐波,第三项为载波频率次谐波分量,第四项为边带谐波分量,该分量位于主要载波频率谐波分量的两侧,其频率为基波频率的整数倍。

    根据以下信息对上式进行简化:

    • 参考波形为标准正弦波,直流分量为零,因此 91500795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg ;

    • 载波频率远远高于基波频率,通过设计低通滤波器可以将其滤除。

    • 对于基波频率的整数倍频率,当大于一定值,如25时,也可以通过低通滤波器有效的滤除。

    因此简化后的表达式为:

    93500795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg

    上式中的前两项即为我们想要的参考波形。

    由于低通滤波器的效果是有限的,一些低次谐波是无法被滤除的,但是从工程的角度,已经可以接受。或者,我们可以采取有源电力滤波器来对低次谐波进行补偿,进一步地优化电能质量。


    在上一小节中,提到了用低通滤波器来滤除逆变器方波输出中的高次谐波,那如何实现低通滤波器呢?

    ca4245113be9b119b285a6fae6604a6c.png

    如图所示,在逆变器的输出端口,与电网之间 串联一个RL滤波器。

    可以看出:

    98500795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg

    9b500795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 与 9e500795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 都是电压源,可以把 9e500795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 看做是扰动。当我们只关心 9b500795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 的作用时,可以认为 ab500795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 处对地短路。即 ac500795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg .

    由此有

    ae500795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg

    显然 b0500795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 是一阶低通滤波器,即通过串联线路电阻和电抗,可以实现前述的低通滤波器功能。当对滤波要求较高时,也可以采用LCL型滤波器,来提高滤波效果,这在之后会进行介绍。

    至此我们介绍了PWM的基本原理、逆变器实现正弦波形输出的基本原理。


    之后的分析主要针对三相逆变器。利用IGBT代替理想开关,三相逆变器的实际原理图如下图所示:

    d82f1ce55cc668a9734e038d7235cfb2.png

    在正式进入三相逆变器之前,有必要对一些基本概念进行介绍与推导。

    下一小节,主要推导Clark变换、Park变换的公式,以及为什么对 b6500795-4d2c-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg 进行Park变换,会出现耦合项。

    98bc70c2fcd161dd6fd4ad35ec65f89e.png

    8004bb50333609fccb1ad4079917517f.png 956d8d39c239beec94e47384a152019d.png 09fcfd30d78b13c279994295dac8a7f0.gif 戳下面的原文阅读,更有料
    展开全文
  • 由于结构上有电压环、电流环双环系统,因此,无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高,是目前比较理想的新型PWM控制器。
  • 开关电源一般都采用脉冲宽度调制(PWM)技术,其特点是频率高,效率高,功率密度高,可靠性高。然而,由于其开关器件工作在高频通断状态,高频的快速瞬变过程本身就是一电磁骚扰(EMD)源,它产生的EMI信号有很宽的...
  • PWM基本原理: 1. 什么是PWMPWM简称脉冲宽度调制,即在一个周期内存在不同极性的电平状态。 2. PWM频率:是指一秒钟内从高电平时间在到低电平时间,再从低电平跳到高电平的瞬间次数,也就是一秒钟内有多少个...

    PWM的基本原理:

            1. 什么是PWM:PWM简称脉冲宽度调制,即在一个周期内存在不同极性的电平状态。

            2. PWM频率:是指一秒钟内从高电平时间在到低电平时间,再从低电平跳到高电平的瞬间次数,也就是一秒钟内有多少个PWM的周期。f = T / 1(HZ)。

            3. PWM周期:是指一秒钟内从高电平时间在到低电平时间,T = f / 1(s)。

            4. PWM占空比:是指一个周期内高电平时间和总时间的比值。

            例如:PWM的周期为1ms,高电平时间为0.5ms,低电平时间为0.5ms,则频率就为1kHz,占空比就为百分之五十。

    PWM如何控制LED产生渐变:我输出的PWM明明就是高低电平,将信号给LED的时候,LED不应该是亮一下灭一下,为什么会产生渐变呢?

         

      

             PWM的基本产生如上图,即面积等效法,当b的占空比为百分之百的时候,a输出为高电平,而当b在一个周期占空比为其他数值的时候,根据定积分产生的正弦波面积则不同,经过多个周期不同占空比的时候,就会产生不同的面积波形。即产生了一个模拟信号,而LED也根据模拟信号的来产生渐变,当频率太小的时候,一个周期时间太长肉眼就能看到LED亮灭的过程,而当频率足够高的时候,LED的灯光的亮灭速度赶不上开关速度(LED灯还没完全亮就又熄灭了)由于视觉暂留作用 人眼不感觉电灯在闪烁,而是感觉灯的亮度少了,从而达到了渐变的效果。

            简单来说,PWM就是一个DA转换,通过产生数字信号模拟输出了模拟信号。

    如何产生PWM:

            PWM实现的原理是通过锯齿波/三角波(载波)所需要合成的波形(调制波)进行比较,然后确定PWM所需要输出的极性,锯齿波从比较器的反相端端输入,当大于参考电压时输出与锯齿波相反的极性,而当锯齿波从比较器同相端输入,当大于参考电压时输出与锯齿波相同极性。

     

            将5V作为比较器反向参考电压,给比较器同相参考电压输出0~10V的锯齿波,当锯齿波电压小于参考电压则输出低电平,而当锯齿波大于参考电压时比较器输出高电平。

     如何产生一个不同占空比的PWM:

            

     

             当我们从反相端接锯齿波,大于参考电压输出为0,而小于参考电压为1,通过改变参考电压的值,从而产生了不同占空比的信号。

    将PWM转换为正弦波:

     

            

    展开全文
  • pwm控制电机原理

    千次阅读 2021-04-06 11:31:32
    首先我们要明白电机的原理 电机 简单来说就是 实现电能与机械能相互转换的电工设备 那么我们经常使用的直流电机原理就是: 电生磁:通电导线会产生磁场 也就是电磁感应 旋转磁场带动转子...关于PWM原理请参照这篇博
  • 摘要:介绍了电流控制型芯片UCC289X的基本原理,设计出了基于该芯片的同步整流有源箝位正激变换器的实用电路。实验结果证明,该芯片具有较好的控制特性和稳定性。 关键词:UCC289X;脉宽调制;有源箝位;峰值电流...
  • PWM控制基本原理及相关概念

    万次阅读 2009-04-02 10:26:00
    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)。... 1.PWM控制基本原理 理论基础: 冲量相等而形状不同的窄
  • PWM控制技术原理的PPT

    2010-08-17 15:40:03
    PWM控制技术PPT文档,适合基础培训使用
  • 在一个开关周期中,这种转换器有10种开关模式,其等效电路如图5...在介绍工作原理之前作如下假设,所有的元器件都是理想的;阻断电容Cb足够大;C1=C3=Cr;K'Lf>>LLk,K为变压器的初、次级绕组匝数比。  来源:ks99
  • PWM控制原理

    2015-06-13 17:20:50
    介绍了PWM控制舵机的原理及在51单片机中使用C语言编写的可生成PWM波的软件。
  • 51 单片机 PWM调速基本原理

    千次阅读 2020-07-30 11:13:56
    /******************************************************************************** * 标题: 恒速运行 ************************************************************************...* 通过本例程了解PWM基本
  • PWM控制技术基本原理

    2008-11-06 11:17:43
    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)
  • 电机PWM调速原理

    千次阅读 2021-02-27 14:50:59
    基本原理是对时钟信号源进行计数,利用两个可自动重载的比较寄存器,若累积到相应的值则对输出信号进行翻转,同时自动重载比较值,这样实现方波的周期和方波的占空比的调节。也就是说,寄存器1决定重载时间,也就是...
  • PWM基本原理及应用实例

    万次阅读 多人点赞 2017-05-17 17:32:45
    脉宽调制(PWM)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。 2、应用实例 PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高...

空空如也

空空如也

1 2 3 4 5 ... 20
收藏数 5,838
精华内容 2,335
关键字:

pwm控制的基本原理