PFM与PWM的技术总结
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变频器PWM技术在现代工业领域,变频器已成为不可或缺的设备,广泛应用于电机控制、能源管理等方面。
而在变频器中,PWM(Pulse Width Modulation)技术被广泛采用,为电机提供高效的控制和调节。
一、PWM技术的基本原理PWM技术是通过控制电源的开关时间来控制输出电平的技术。
其基本原理是将一个周期性的脉冲信号,通过调整脉冲的占空比来控制输出电压的大小。
通过PWM技术可以有效地控制电机的转速、电压和电流,实现精确的电机控制。
二、PWM技术的优势1. 精确控制:PWM技术可以通过调整脉冲的占空比来控制输出电压的大小,从而精确控制电机的转速和输出功率。
2. 高效能耗:PWM技术能够实现电能调节,通过快速切换电源的开关状态,在减小功耗的同时提高电源利用率。
3. 噪声低:PWM技术可以通过合理的调整频率和脉冲宽度来减小电机工作时的噪声,并提高整个系统的运行稳定性。
4. 可靠性强:通过PWM技术,可以将输入电源的频率和电压转换为适合电机工作的频率和电压,提高整个系统的可靠性和稳定性。
三、PWM技术的应用场景1. 变频驱动:PWM技术被广泛应用于电机变频驱动系统,如空调、洗衣机、风扇等家电产品。
通过PWM技术可以实现电机转速调节和能量管理,提高产品效率和性能。
2. 能源管理:PWM技术可以应用于太阳能发电、风能发电等能源管理系统中。
通过PWM技术可以实现对电能的有效调节和利用,提高能源利用率和系统的稳定性。
3. 电力电子:PWM技术在电力电子领域也有广泛的应用,如电力变换器、逆变器和交流传动等。
通过PWM技术可以实现对电能的高效转换和控制,提高电力系统的稳定性和运行效率。
四、PWM技术的未来发展随着科学技术的不断进步,PWM技术也在不断创新和发展。
未来,PWM技术有望在以下方面取得更多的突破:1. 高频调制:通过提高PWM技术的调制频率,可实现更高精度的电气调节和响应速度。
2. 多级逆变器:多级PWM逆变器可以实现对电能质量更精细的调控,并提高系统的可靠性和效率。
单片机中的PWM技术及应用在单片机的应用中,PWM(Pulse Width Modulation)技术扮演着重要的角色。
PWM技术通过调节信号的占空比来控制电路中的输出电压或电流,广泛应用于电机控制、逆变器、数码显示等领域。
本文将详细介绍PWM技术的原理及其在单片机中的应用。
一、PWM技术原理PWM技术利用了数字信号的高低电平来模拟模拟信号的变化。
它通过周期性改变电压或电流的占空比来控制输出的功率或电流大小。
PWM信号由一系列短脉冲组成,每个短脉冲的宽度代表了对应的控制量大小。
通常情况下,PWM信号的周期是固定的,只有占空比发生改变。
PWM技术的一个重要应用是电机控制。
通过改变PWM信号的占空比,可以控制电机的转速和扭矩。
当占空比增大时,电机输出的功率也会增加,从而使电机加速。
反之,当占空比减小时,电机的功率减小,使得电机减速。
PWM技术可以精确地控制电机的运行状态,从而满足不同应用的需要。
二、PWM技术在单片机中的实现在单片机中,PWM技术的实现通常是通过定时器/计数器模块来完成的。
单片机内部的定时器/计数器可以生成精确的定时信号,通过改变定时器/计数器的控制参数,可以实现PWM信号的产生。
1. 初始化定时器/计数器首先需要初始化定时器/计数器,设置计数器的初始值和计数范围等参数。
这些参数的设置决定了所生成的PWM信号的频率和占空比大小。
2. 设定占空比通过改变定时器/计数器的比较值,可以设定PWM信号的占空比。
比较值是在定时器/计数器向上计数过程中所设定的一个比较参考值。
当计数值小于比较值时,输出为高电平;当计数值大于比较值时,输出为低电平。
3. 产生PWM信号根据设定的参数和比较值,定时器/计数器会周期性地产生PWM信号。
PWM信号的周期取决于计数器的溢出时间,而占空比则取决于比较值和计数器的计数范围。
三、PWM技术的应用PWM技术在单片机中有着广泛的应用,以下是几个常见的应用领域:1. 电机控制PWM技术在电机控制中得到了广泛应用,特别是在直流电机和步进电机的控制中。
定义:先了解什么叫PWM,PWM就是Pulse-Width Modulation (脉冲宽度调制),这里面的脉冲宽度即在一个周期内输出高电平的时间,假如说周期T=64US,脉冲宽度D=32us,则占空比=D/T=32/64=50% ,脉冲宽度调整就是占空比的调整应用:1.用于低频传输,如产生一个频率为125khz的占空比为50%的载波,传输无线数据。
2.用于电源逆变,即由直流电变交流电。
PWM 是Pulse Width Modulation 的缩写, 是一连串的脉波宽度不一样的讯号. 占空比是指脉波高电位的时间占整个周期的比例.占空比 = (脉波高电位的时间) 除以 (脉波周期)就是高电平时间,所占总周期的时间比率(百分比)。
什么是PWM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,PWM 码是一种脉宽调制码,它的组成为9MS 高电平和4MS 低电平引导脉冲,16 位系统识别码,8 位数据正码和8 位数据反码。
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。
模拟电路模拟信号的值可以连续变化,其时间和幅度的分辨率都没有限制。
9V 电池就是一种模拟器件,因为它的输出电压并不精确地等于9V,而是随时间发生变化,并可取任何实数值。
与此类似,从电池吸收的电流也不限定在一组可能的取值范围之内。
模拟信号与数字信号的区别在于后者的取值通常只能属于预先确定的可能取值集合之内,例如在{0V, 5V}这一集合中取值。
模拟电压和电流可直接用来进行控制,如对汽车收音机的音量进行控制。
在简单的模拟收音机中,音量旋钮被连接到一个可变电阻。
拧动旋钮时,电阻值变大或变小;流经这个电阻的电流也随之增加或减少,从而改变了驱动扬声器的电流值,使音量相应变大或变小。
与收音机一样,模拟电路的输出与输入成线性比例。
脉冲宽度控制pwm的工作原理脉冲宽度控制(PWM)是一种常用的调制技术,用于控制电子设备的输出信号。
它通过改变信号的脉冲宽度来实现对设备的控制。
本文将详细介绍PWM的工作原理。
一、引言概述脉冲宽度控制(PWM)是一种调制技术,通过改变信号的脉冲宽度来实现对设备的控制。
它在电子设备中广泛应用,如机电驱动、电源管理等领域。
本文将介绍PWM的工作原理以及其在实际应用中的优势。
二、PWM的工作原理1.1 脉冲宽度控制的基本原理脉冲宽度控制通过改变信号的脉冲宽度来控制设备的输出。
在PWM信号中,周期保持不变,但脉冲的宽度会根据控制信号的变化而改变。
脉冲宽度的变化决定了设备的输出功率或者电流。
1.2 PWM的调制方式PWM信号可以采用不同的调制方式,常见的有基于脉冲宽度的调制(PWM)和基于脉冲位置的调制(PPM)。
在PWM中,脉冲的宽度决定了输出信号的强度,而在PPM中,脉冲的位置决定了输出信号的强度。
1.3 PWM的输出特点PWM信号的输出特点是周期性的脉冲信号,其占空比表示了脉冲宽度与周期的比例关系。
占空比越大,输出信号的功率或者电流就越大,反之亦然。
这种特点使得PWM信号在机电驱动、电源管理等领域中具有广泛的应用。
三、PWM的优势2.1 高效能脉冲宽度控制可以通过调整脉冲的宽度来控制设备的输出,从而实现高效能的控制。
与传统的线性控制相比,PWM可以减少能量损耗,提高能源利用率。
2.2 精确控制PWM信号的脉冲宽度可以通过微调来实现精确控制。
通过改变脉冲宽度的弱小变化,可以实现设备输出的微调,满足不同应用的需求。
2.3 低成本脉冲宽度控制的实现相对简单,所需的硬件成本较低。
这使得PWM成为一种经济实用的控制技术,广泛应用于各个领域。
四、PWM的应用3.1 机电驱动脉冲宽度控制在机电驱动中有着广泛的应用。
通过调整PWM信号的脉冲宽度,可以控制机电的转速和扭矩,实现精确的机电控制。
3.2 电源管理PWM技术在电源管理中也有着重要的应用。
PWM技术分析与介绍1.1PWM介绍脉冲宽度调制(PWM),是英文“Pulse Width Modulation”的缩写,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控制技术以其控制简单,灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式,也是人们研究的热点。
由于当今科学技术的发展已经没有了学科之间的界限,结合现代控制理论思想与数字电路相结合的数字PWM技术将会成为PWM控制技术发展的主要方向之一。
1.2PWM技术随着电子技术的发展,出现了多种PWM技术,主要分模拟PWM技术和数字PWM 技术两类。
1.2.1.模拟PWM技术1.相点压控制PWM顾名思义相电压控制PWM是使电路输出电压为正弦波,主要应用在DC-AC 变换。
相电压控制PWM又根据应用场合的不同,可分为以下几种。
等脉宽PWM 法的每个周期中高电平的宽度是一样的。
可以通过改变周期宽度来进行来改变频率,改变高电平的宽度来改变幅值,主要于斩波电路。
用一般的PWM技术控制电机输出中含有谐波,其输出的电磁转矩会发生脉动,而电机的定子会因此振动,伤害电机。
而随机PWM解决了这个问题,如果随机增大或减小波形的高低电平宽度或周期,使输出中含有的谐波被转移至较高的频率,与基频分离开来。
SPWM 技术是把PWM技术的基本原理作为理论基础,并将波形与正弦波进行等效。
2.线电压控制PWM线电压控制PWM主要是用于三相异步电动机时,其负载是三相无中线对称负载,需要对线电压进行控制,等效为正弦波。
线电压控制PWM主要由比较法产生PWM波形。
调制波形为含有三次或者三倍自身频率的谐波的梯形波,载波使用三角波。
3.电流控制PWM电流控制PWM的原理是反馈,通过不断比较人为给定的输出的电压或电流波与电路实际得到的电压波或电流波,根据这两个值的大小来决定当时电路中器件的开关状态,令输出值等于给定值。
脉冲宽度调制编辑PWM即脉冲宽度调制。
脉冲宽度调制(PWM),是英文“Pulse Width Modulation”的缩写,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。
1简介2背景介绍3基本原理4谐波频谱5具体过程6优点7控制方法8应用领域9具体应用简介编辑脉冲宽度调制是一种模拟控制方式,其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS 管栅极的偏置,来实现晶体管或MOS管导通时间的改变,从而实现开关稳压电源输出的改变。
这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定,是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。
PWM控制技术以其控制简单,灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式,也是人们研究的热点。
由于当今科学技术的发展已经没有了学科之间的界限,结合现代控制理论思想或实现无谐振波开关技术将会成为PWM控制技术发展的主要方向之一。
背景介绍编辑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,而在镍氢电池智能充电器中采用的脉宽PWM法,它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形,通过改变脉冲列的周期可以调频,改变脉冲的宽度或占空比可以调压,采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。
可以通过调整PWM的周期、PWM的占空比而达到控制充电电流的目的。
模拟信号的值可以连续变化,其时间和幅度的分辨率都没有限制。
9V电池就是一种模拟器件,因为它的输出电压并不精确地等于9V,而是随时间发生变化,并可取任何实数值。
与此类似,从电池吸收的电流也不限定在一组可能的取值范围之内。
模拟信号与数字信号的区别在于后者的取值通常只能属于预先确定的可能取值集合之内,例如在{0V,5V}这一集合中取值。
模拟电压和电流可直接用来进行控制,如对汽车收音机的音量进行控制。
1、什么是pwm技术?答:脉宽调制技术是指利用全控型电力电子器件的导通和关断把电压变成一定形状的电压脉冲,实现变压、变频控制并且消除谐波的技术。
2、pwm的意义及给电机带来的好处?答:①、及时、准确地实现变压变频控制要求;②、抑制逆变器输出电压或电流中的谐波分量。
给电机带的好处:①、降低或消除转矩脉动;②、提高电机的效率;③、扩大调速范围。
3、三个主要的pwm技术?答:电压正弦PWM法;电流正弦PWM法;电压空间矢量pwm法。
4、电压正弦PWM法?答:电压SPWM技术就是希望逆变器输出电压是正弦波形,其含义是通过脉冲宽度(脉冲占空比)来调节平均电压的方法。
5、电压正弦波脉宽调制的基本思想。
答:把电压正弦半波分为N等分,然后把每一份的正弦曲线与横线所包围的面积都用一个与此面积相等的等高矩形脉冲来代替。
6、载波比、调制度?答:载波频率fc与参考波频率fm之比调制度m定义为调制信号(参考电压)峰值与三角载波信号峰值之比,m与输出电压成正比。
7、什么是电流滞环SPWM及特点?答:电流滞环SPWM,即把正弦电流参考波形和电流的实际波形通过滞环比较器进行比较。
其结果决定逆变器桥臂上下开关器件的导通和关断。
优点是控制简单、响应快、瞬时电流可以被限制,功率开关器件得到自动保护。
其缺点是相对的电流谐波较大。
8、磁链轨迹法SPWM技术答:磁链轨迹法SPWM技术是从电机的角度出发,目的在于使交流电机产生圆形磁场。
9、逆变器的输出与开关状态有几种?逆变器空间矢量特点答:逆变器的输出:逆变器的输出电压模式;逆变器的八种开关模式对应八个电压空间矢量。
两个0矢量分别为(000、111);6个非0矢量,每个矢量模值相差相角每个相差60°。
10、插入0矢量的作用及原则。
答:磁链空间矢量的运动速度的改变可由在各边中添加零矢量来实现。
原则是选择使器件开关次数最少的零矢量。
11、变频器的组成。
答:变频器由交流电动机、电力电子功率变换器、控制器及电量检测器组成。
P W M得工作原理脉宽调制PWM 就是开关型稳压电源中得术语。
这就是按稳压得控制方式分类得,除了PWM型,还有PFM型与PW M、P F M混合型。
脉宽宽度调制式(P WM )开关型稳压电路就是在控制电路输出频率不变得情况下,通过电压反馈调整其占空比, 从而达到稳定输出电压得目得。
随着电子技术得发展,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、S PWM法、线电压控制PWM 等,而在镍氢电池智能充电器中采用得脉宽P W M 法,它就是把每一脉冲宽度均相等得脉冲列作为PWM 波形,通过改变脉冲列得周期可以调频,改变脉冲得宽度或占空比可以调压,采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。
可以通过调整PWM得周期、PW M 得占空比而达到控制充电电流得目得。
pwm 得定义脉宽调制(P WM)就是利用微处理器得数字输出来对模拟电路进行控制得一种非常有效得技术,广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换得许多领域中.模拟信号得值可以连续变化,其时间与幅度得分辨率都没有限制.9V 电池就就是一种模拟器件,因为它得输出电压并不精确地等于9V ,而就是随时间发生变化,并可取任何实数值。
与此类似,从电池吸收得电流也不限定在一组可能得取值范围之内。
模拟信号与数字信号得区别在于后者得取值通常只能属于预先确定得可能取值集合之内,例如在{0 V, 5V}这一集合中取值.模拟电压与电流可直接用来进行控制,如对汽车收音机得音量进行控制。
在简单得模拟收音机中,音量旋钮被连接到一个可变电阻。
拧动旋钮时,电阻值变大或变小;流经这个电阻得电流也随之增加或减少,从而改变了驱动扬声器得电流值, 使音量相应变大或变小。
与收音机一样,模拟电路得输出与输入成线性比例.尽管模拟控制瞧起来可能直观而简单,但它并不总就是非常经济或可行得。
其中一点就就是,模拟电路容易随时间漂移,因而难以调节。
能够解决这个问题得精密模拟电路可能非常庞大、笨重(如老式得家庭立体声设备)与昂贵。
PFM与PWM的技术总结
做电源设计的应该都知道PWM 和PFM 这两个概念
开关电源的控制技术主要有三种:(1)脉冲宽度调制(PWM);(2)脉冲频率调制(PFM);(3)脉冲宽度频率
调制(PWM-PFM).
PWM:(pulse width modulation)脉冲宽度调制
脉宽调制PWM是开关型稳压电源中的术语。这是按稳压的控制方式分类的,除了PWM型,还有PFM型
和PWM、PFM混合型。脉宽宽度调制式(PWM)开关型稳压电路是在控制电路输出频率不变的情况下,
通过电压反馈调整其占空比,从而达到稳定输出电压的目的。
PFM:(Pulse frequency modulation) 脉冲频率调制
一种脉冲调制技术,调制信号的频率随输入信号幅值而变化,其占空比不变。由于调制信号通常为频率变
化的方波信号,因此,PFM也叫做方波FM
PWM是频率的宽和窄的变化,PFM是频率的有和无的变化, PWM是利用波脉冲宽度控制输出,PFM是利用
脉冲的有无控制输出.
其中PWM是目前应用在开关电源中最为广泛的一种控制方式,它的特点是噪音低、满负载时效率高且能
工作在连续导电模式,现在市场上有多款性能好、价格低的PWM集成芯片,如UCl842/2842/3842、
TDAl6846、TL494、SGl525/2525/3525等;PFM具有静态功耗小的优点,但它没有限流的功能也
不能工作于连续导电方式,具有PFM功能的集成芯片有MAX641、TL497等;PWM-PFM兼有PWM和
PFM的优点。
DC/DC变换器是通过与内部频率同步开关进行升压或降压,通过变化开关次数进行控制,从而得到与设定
电压相同的输出电压。PFM控制时,当输出电压达到在设定电压以上时即会停止开关,在下降到设定电压
前,DC/DC变换器不会进行任何操作。但如果输出电压下降到设定电压以下,DC/DC变换器会再次开始
开关,使输出电压达到设定电压。PWM控制也是与频率同步进行开关,但是它会在达到升压设定值时,
尽量减少流入线圈的电流,调整升压使其与设定电压保持一致。
与PWM相比,PFM的输出电流小,但是因PFM控制的DC/DC变换器在达到设定电压以上时就会停止动
作,所以消耗的电流就会变得很小。因此,消耗电流的减少可改进低负荷时的效率。PWM在低负荷时虽
然效率较逊色,但是因其纹波电压小,且开关频率固定,所以噪声滤波器设计比较容易,消除噪声也较简
单。
若需同时具备PFM与PWM的优点的话,可选择PWM/PFM切换控制式DC/DC变换器。此功能是在重
负荷时由PWM控制,低负荷时自动切换到PFM控制,即在一款产品中同时具备PWM的优点与PFM的
优点。在备有待机模式的系统中,采用PFM/PWM切换控制的产品能得到较高效率。
就DC-DC变换器而言目前业界PFM只有Single Phase,且以Ripple Mode的模式来实现,故需求输出
端的Ripple较大。没有负向电感电流,故可提高轻载效率。由于是看输出Ripple,所以Transient很好,
在做Dynamic的时候没有under-shoot。PWM有Single Phase & Multi-phase,多以Voltage Mode
or Current Mode来实现,对输出Ripple没有要求,轻载时存在电感负向电流,故轻载效率较差,
Compensation较Ripple相比较慢。将PWM于PFM结合使用,当侦测到电感负电流的时候,变出现
Pulse Skipping,而不再受内部Clock控制。此时,controller will turn off both h-mos & l-mos,
Coss & L会出现阻尼振荡。
每位工程师接触的领域不一样,可能有的领域是用PFM比较多,有的是用PWM比较多,但从整个电源行
业来说,相信目前还是PWM用的多.上世纪80年代至今,PWM开始了在电源变换领域的“王朝统治"地位,
因为每种方式都有缺点和优点.关键还是看是否适合客户需要吧在论坛看到一位网友是这样写的,我觉得写
的比较形象,他说如果把PFM与PWM的电源用车来比较的话,用PFM的=奔驰,用PWM的=大众 。
PFM相比较PWM主要优点在于效率
1、对于外围电路一样的PFM和PWM而言,其峰值效率PFM与PWM相当,但在峰值效率以前,PFM的效
率远远高于PWM的效率,这是PFM的主要优势.
2、PWM由于误差放大器的影响,回路增益及响应速度受到限制,PFM具有较快的响应速度
PFM相比较PWM主要缺点在于滤波困难
1、滤波困难(谐波频谱太宽)。
2、峰值效率以前,PFM的频率低于PWM的频率,会造成输出纹波比PWM偏大。
3、PFM控制相比PWM控制 IC 价格要贵。
PFM之所以应用没有PWM多最主要的一个原因就是另外一个原因就是PWM的巨大优点了:控制方法实
现起来容易,PFM控制方法实现起来不太容易。