导读:学过单片机的同学,对PWM应该不生疏,一般学习单片机的第二个例程便是用PWM技能调理占空比来操控LED亮度。可是PWM操控技能在逆变电路中使用最广,正是有赖于其在逆变电路中的使用,才确认了它在电力电子技能中的重要位置。因而本文首要介绍PWM原理,对电力电子感兴趣的同学重视一下吧。。。
1. PWM原理—简介
脉宽调制(PWM,Pulse Width Modulation)是一种模仿操控方脉冲宽度调制,使用微处理器的数字输出来对模仿电路进行操控的一种十分有用的技能,广泛使用在从丈量、通信到功率操控与改换的许多领域中。
PWM便是脉冲宽度调制,也便是占空比可变的脉冲波形。该技能以该定论为理论基础,对半导体开关器材的导通和关断进行操控,使输出端得到一系列幅值持平而宽度不持平的脉冲,用这些脉冲来替代正弦波或其他所需求的波形。按必定的规矩对各脉冲的宽度进行调制,既可改动逆变电路输出电压的巨细,也可改动输出频率。
2. PWM原理—作业原理
脉冲宽度调制波一般由一列占空比不同的矩形脉冲构成,其占空比与信号的瞬时采样值成份额。下图所示为脉冲宽度调制体系的原理框图和波形图。该体系有一个比较器和一个周期为Ts的锯齿波发生器组成。语音信号假如大于锯齿波信号,比较器输出正常数A,不然输出0。因而,从图中能够看出,比较器输出一列下降沿调制的脉冲宽度调制波。
经过图b的剖析能够看出,生成的矩形脉冲的宽度取决于脉冲下降沿时刻t k时的语音信号起伏值。因而,采样值之间的时刻距离对错均匀的。在体系的输入端刺进一个采样坚持电路能够得到均匀的采样信号,可是关于实践中tk-kTs< <的状况,均匀采样和非均匀采样差异十分小。假如假定采样为均匀采样,第k个矩形脉冲能够表明为:
(1)
其间,x{t}是离散化的语音信号;Ts是采样周期; 是未调制宽度;m是调制指数。
可是,假如对矩形脉冲作如下近似:脉冲起伏为A,中心在t = k Ts处, 在相邻脉冲间改变缓慢,则脉冲宽度调制波xp(t)能够表明为:
(2)
其间, 。无需作频谱剖析,由式(2)能够看出脉冲宽度信号由语音信号x(t)加上一个直流成分以及相位调制波构成。当时,相位调制部分引起的信号交迭能够疏忽,因而,脉冲宽度调制波能够直接经过低通滤波器进行解调。
3. PWM原理—专有名词
1) 占空比:便是输出的PWM中,高电平坚持的时刻 与 该PWM的时钟周期的时刻之比。
如,一个PWM的频率是1000Hz,那么它的时钟周期便是1ms,便是1000us,假如高电平呈现的时刻是200us,那么低电平的时刻肯定是800us,那么占空比便是200:1000,也便是说PWM的占空比便是1:5。
2) 分辨率也便是占空比最小能到达多少,如8位的PWM,理论的分辨率便是1:255(单斜率), 16位的的PWM理论便是1:65535(单斜率)。
3) 频率便是这样的,如16位的PWM,它的分辨率到达了1:65535,要到达这个分辨率,T/C就必须从0计数到65535才干到达,假如计数从0计到80之后又从0开端计到80…….,那么它的分辨率最小便是1:80了,可是,它也快了,也便是说PWM的输出频率高了。
4) 双斜率 / 单斜率
假定一个PWM从0计数到80,之后又从0计数到80……. 这个便是单斜率。假定一个PWM从0计数到80,之后是从80计数到0……. 这个便是双斜率。
可见,双斜率的计数时刻多了一倍,所以输出的PWM频率就慢了一半,可是分辨率却是1:(80+80) =1:160,便是提高了一倍。
假定PWM是单斜率,设定最高计数是80,咱们再设定一个比较值是10,那么T/C从0计数到10时(这时计数器仍是一向往上计数,直到计数到设定值80),单片机就会依据你的设定,操控某个IO口在这个时分是输出1仍是输出0仍是端口取反,这样,便是PWM的最基本的原理了。
PWM原理