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廈門季旭貿(mào)易有限公司
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更新時間:2017-08-17 15:57:56瀏覽次數(shù):197次
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通過以數(shù)字方式控制模擬電路,可以大幅度降低系統(tǒng)的成本和功耗。此外,許多微控制器和DSP已經(jīng)在芯片上包含了PWM控制器,這使數(shù)字控制的實現(xiàn)變得更加容易了。
脈寬調(diào)制(PWM)基本原理:控制方式就是對逆變電路開關(guān)器件的通斷進(jìn)行控制,使輸出端得到一系列幅值相等的脈沖,用這些脈沖來代替正弦波或所需要的波形。也就是在輸出波形的半個周期中產(chǎn)生多個脈沖,使各脈沖的等值電壓為正弦波形,所獲得的輸出平滑且低次諧波少。按一定的規(guī)則對各脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制,即可改變逆變電路輸出電壓的大小,也可改變輸出頻率。
例如,把正弦半波波形分成N等份,就可把正弦半波看成由N個彼此相連的脈沖所組成的波形。這些脈沖寬度相等,都等于 ∏/n ,但幅值不等,且脈沖頂部不是水平直線,而是曲線,各脈沖的幅值按正弦規(guī)律變化。如果把上述脈沖序列用同樣數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖序列代替,使矩形脈沖的中點(diǎn)和相應(yīng)正弦等分的中點(diǎn)重合,且使矩形脈沖和相應(yīng)正弦部分面積(即沖量)相等,就得到一組脈沖序列,這就是PWM波形。可以看出,各脈沖寬度是按正弦規(guī)律變化的。根據(jù)沖量相等效果相同的原理,PWM波形和正弦半波是等效的。對于正弦的負(fù)半周,也可以用同樣的方法得到PWM波形。
在PWM波形中,各脈沖的幅值是相等的,要改變等效輸出正弦波的幅值時,只要按同一比例系數(shù)改變各脈沖的寬度即可,因此在交-直-交變頻器中,PWM逆變電路輸出的脈沖電壓就是直流側(cè)電壓的幅值。
根據(jù)上述原理,在給出了正弦波頻率,幅值和半個周期內(nèi)的脈沖數(shù)后,PWM波形各脈沖的寬度和間隔就可以準(zhǔn)確計算出來。按照計算結(jié)果控制電路中各開關(guān)器件的通斷,就可以得到所需要的PWM波形。
脈沖寬度調(diào)制(PWM)是一種對模擬信號電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率計數(shù)器的使用,方波的占空比被調(diào)制用來對一個具體模擬信號的電平進(jìn)行編碼。PWM信號仍然是數(shù)字的,因為在給定的任何時刻,滿幅值的直流供電要么*有(ON),要么*無(OFF)。電壓或電流源是以一種通(ON)或斷(OFF)的重復(fù)脈沖序列被加到模擬負(fù)載上去的。通的時候即是直流供電被加到負(fù)載上的時候,斷的時候即是供電被斷開的時候。只要帶寬足夠,任何模擬值都可以使用PWM進(jìn)行編碼。
多數(shù)負(fù)載(無論是電感性負(fù)載還是電容性負(fù)載)需要的調(diào)制頻率高于10Hz,通常調(diào)制頻率為1kHz到200kHz之間。
許多微控制器內(nèi)部都包含有PWM控制器。例如,Microchip公司的PIC16C67內(nèi)含兩個PWM控制器,每一個都可以選擇接通時間和周期。占空比是接通時間與周期之比;調(diào)制頻率為周期的倒數(shù)。執(zhí)行PWM操作之前,這種微處理器要求在軟件中完成以下工作:
1、設(shè)置提供調(diào)制方波的片上定時器/計數(shù)器的周期
2、 在PWM控制寄存器中設(shè)置接通時間
3、設(shè)置PWM輸出的方向,這個輸出是一個通用I/O管腳
4、啟動定時器
5、使能PWM控制器
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