4-1脉宽调制变换器

PWM 调光知识介绍在手机及其他消费类电子产品中，白光 LED 越来越多地被使用作为显示屏的背光源。

近来，许多产品设计者希望白光 LED 的光亮度在不同的应用场合能够作相应的变化。

这就意味着，白光 LED 的驱动器应能够支持 LED 光亮度的调节功能。

目前调光技术主要有三种：PWM 调光、模拟调光、以及数字调光。

市场上很多驱动器都能够支持其中的一种或多种调光技术。

本文将介绍这三种调光技术的各自特点，产品设计者可以根据具体的要求选择相应的技术。

PWM Dimming (脉宽调制) 调光方式——这是一种利用简单的数字脉冲，反复开关白光LED驱动器的调光技术。

应用者的系统只需要提供宽、窄不同的数字式脉冲，即可简单地实现改变输出电流，从而调节白光 LED 的亮度。

PWM 调光的优点在于能够提供高质量的白光，以及应用简单，效率高！例如在手机的系统中，利用一个专用 PWM 接口可以简单的产生任意占空比的脉冲信号，该信号通过一个电阻，连接到驱动器的 EN 接口。

多数厂商的驱动器都支持PWM 调光。

但是，PWM 调光有其劣势。

主要反映在：PWM 调光很容易使得白光 LED 的驱动电路产生人耳听得见的噪声（audible noise，或者 microphonic noise）。

这个噪声是如何产生？通常白光 LED 驱动器都属于开关电源器件（buck、boost 、charge pump 等），其开关频率都在1MHz左右，因此在驱动器的典型应用中是不会产生人耳听得见的噪声。

但是当驱动器进行PWM调光的时候，如果 PWM 信号的频率正好落在 200Hz 到 20kHz 之间，白光 LED 驱动器周围的电感和输出电容就会产生人耳听得见的噪声。

所以设计时要避免使用 20kHz 以下低频段。

我们都知道，一个低频的开关信号作用于普通的绕线电感（wire winding coil），会使得电感中的线圈之间互相产生机械振动，该机械振动的频率正好落在上述频率，电感发出的噪音就能够被人耳听见。

现代电力电子及变流技术第四章脉宽调制(PWM)技术脉宽调制技术：按同一比例改变在ur 和uc交点时刻控制IGBT 的通断u r 和uc的点时刻制IGBT 的通断控制公用三角波载波uc 三相的调制信号依次u c u rW单相逆变器结构特点电路结构特征：2个桥臂输出电压：ab ag bg V V V =−结构分析：�每个桥臂存在2个开关状态—桥臂上开关通(用S a =1描述)；—桥臂下开关通(用S a =0描述)。

�逆变器共有4种开关状态—S a S b ：00，01，10，11。

开关状态与电压的关系4.5 4.5 SVPWMSVPWM 的原理及实现结构特点�两个桥臂电压V ag 和V bg 分别独立可控——控制存在两个自由度；�由于连接了负载，输出电压V ab 具有唯一性——只有一个自由度。

如何分析两维的桥臂电压和一维的输出电压之间的联系？几何分析方法矢量空间�桥臂电压构成两维空间，两个自由度分别代表两个垂直方向——桥臂电压空间；�输出电压只有一个自由度，构成一维空间 ——输出电压空间。

4.5 4.5 SVPWMSVPWM 的原理及实现桥臂电压和输出电压的联系�采用投影方式建立联系；�开关状态(00)，(11)形成的两个桥臂电压——对应一个输出电压(0V)。

这一投影具有唯一性投影关系ag ab bg 01111V V V V −⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦V 0是零序电压*11ag 22ab 11bg 220*V V V V ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥−⎣⎦⎣⎦⎣⎦逆变器控制方法V 0*为一定范围的任意数注：V 0*取常数（如V i ）时，Vag 和Vbg 的驱动波形可以设计。

例：V ab *取0.5V i ， V 0*取V iV ag 取0.75V i ， V bg 取0.25V ia 桥臂上管b 桥臂下管b 桥臂上管a 桥臂下管4.5 4.5 SVPWMSVPWM 的原理及实现V 0*取其他值会怎样？ V 0*有没有一个取值原则？4.5 4.5 SVPWMSVPWM 的原理及实现三相逆变器结构特点结构特征：3个桥臂电路特征：()ng ag bg cg 3V V V V =++结构分析：�每个桥臂存在2个开关状态—桥臂上开关通(用S a =1描述)；—桥臂下开关通(用S a =0描述)。

脉宽调制(PWM)和1位数模转换在FPGA的一个引脚连接一个扬声器，然后用来听MP3？当然可以。

这里我们采用的方法是：使用PC来解码MP3，然后将解码后的数据送到配置为1位DAC的FPGA。

音频输出我们需要一个部件来连接FPGA的输出引脚（数字）和扬声器（模拟），以完成数模转换。

最简单的办法是用一个电阻网络或者数模转换器件实现。

由于相当于声音信号的频域来说，FPGA是在是太快了，所以采用1位DAC是更好的选择。

最简单的实验1位DAC的办法是：使用脉宽调制（PWM）脉宽调制脉宽调制在输出引脚上产生一系列脉冲输出。

输出有这样的特性：输出信号幅度的平均值正比于输入调制器的数值的大小。

想办法对输出进行滤波，就可以在输出端得到与数字输入对应的模拟信号。

脉宽调制器的输入可以是任意宽度，通常是8位或16位其输出则是1位的（一个输出）脉宽调制也广泛的应用于微控制器，详见应用笔记AN665.累加器生成脉宽调制信号的最简单的办法就是使用硬件累加器。

一旦累加结果溢出，就输出1（高电平），否则输出0（低电平）。

这在FPGA中很容易实现。

V erilog 代码:module PWM(clk, PWM_in, PWM_out);input clk;input [7:0] PWM_in;output PWM_out;reg [8:0] PWM_accumulator;always @(posedge clk) PWM_accumulator <= PWM_accumulator[7:0] PWM_in;assign PWM_out = PWM_accumulator[8];endmoduleVHDL 代码:library IEEE;use _LOGIC_;use _LOGIC_;entity PWM isport (clk : in std_logic;PWM_in : in std_logic_vector (7 downto 0) := “00000000”;PWM_out : out std_logic);end PWM;architecture PWM_arch of PWM issignal PWM_Accumulator : std_logic_vector(8 downto 0);beginprocess(clk, PWM_in)beginif rising_edge(clk) thenPWM_Accumulator <= (“0” & PWM_Accumulator(7 downto 0)) (“0” & PWM_in);end if;end process;PWM_out <= PWM_Accumulator(8);end PWM_arch;输入数据越大，累加器越快溢出，从而使得输出1的频率越高，这正是我们希望的。

脉宽调制控制电路学生姓名：胡真 学号：20085042054工业现场控制当中，经常要用到一些可变的直流电压，而一般的直流电源其值是固定不变的，为了得到可变的直流电压，我们一般采用脉宽调制控制电路，也就是我们通常所说的PWM 控制电路。

该电路是利用半导体功率晶体管或晶闸管等开关器件的导通和关断，把直流电压变成电压脉冲列，控制电压脉冲的宽度或周期达到变压目的，或者控制电压脉冲宽度和脉冲列的周期以达到变压变频的目的的一种变换电路，多用在开关稳压电源、不间断电源(UPS)以及交直流电机调速等控制电路中。

1. 脉宽调制控制电路的工作原理图1 PWM 控制电路原理基本的脉宽调制控制电路包括电压-脉宽变换器和开关式功率放大器两部分，如图1所示。

运算放大器N 工作在开环状态，实现把连续电压信号变成脉冲电压信号。

二极管VD 在V1关断时为感性负载RL 提供释放电感储能形成续流回路。

N 的反相端输入三个信号：一个是锯齿波或三角波调制信号up ，其频率是主电路所需的开关调制频率，一般为1~4kHz ；另一个是控制电压uk ，其极性与大U u 0 u cD小随时可变； 再一个是负偏置电压u0，其作用是在Uc ＝0时通过Rp 的调节使比较器的输出电压Ub 为宽度相等的正负方波。

当Uc>0时，锯齿波过零的时间提前，结果在输出端得到正半波比负半波窄的调制方波。

当Uc<0时，锯齿波过零的时间后移，结果在输出端得到正半波比负半波宽的调制方波。

图2 PWM 控制负载的波形图PWM 信号加到主控电路的开关管V 的基极时，负载RL 两端电压uL 的波形如图2所示。

显然，通过PWM 控制改变开关管在一个开关周期T 内的导通时间τ的长短，就可实现对RL 两端平均电压UL 大小的控制。

2. 典型脉宽调制电路2.1. 对脉宽调制器的基本要求（1）死区要小，调宽脉冲的前后沿的斜率要大，也就是比较器的灵敏度要足够高。

（2）在设计实际电路时，应使其简单、可靠，且不受外界干扰。

mps脉宽调整电源方案
调整脉冲宽度调制（PWM）电源方案是一种常见的方法，用于控制电源输出的电压和电流。

这种方法通过调整开关器件（例如MOSFET）的导通时间来实现对电源输出的精确控制。

以下是一些常见的脉宽调制电源方案：
1. 单极性PWM调整，单极性PWM调整是一种基本的脉宽调制方案，通过控制开关器件的导通时间来调整输出电压。

这种方案适用于许多低成本和低功率应用。

2. 双极性PWM调整，双极性PWM调整是一种更高级的方案，它可以实现正负输出电压。

这种方案通常用于需要正负电压输出的应用，如音频放大器和直流-交流变换器。

3. 多级PWM调整，多级PWM调整方案使用多个级联的PWM调制器件，以实现更高的电源输出精度和稳定性。

这种方案通常用于需要非常精确电压和电流控制的应用，如工业电源和精密仪器。

4. 数字PWM调整，数字PWM调整方案使用数字控制器或微处理器来实现对PWM信号的精确数字调整。

这种方案通常提供更高的灵
活性和精度，适用于需要复杂控制算法的应用，如电动汽车和太阳能逆变器。

在选择脉宽调制电源方案时，需要考虑诸如成本、功率效率、控制精度、EMI（电磁干扰）和应用特定要求等因素。

同时，还需要确保所选方案符合相关的安全标准和法规要求，以确保电源系统的可靠性和安全性。

XXXXXXXX大学本科生毕业设计姓名：XXX 学号：XXXX学院：信息与电气工程学院专业：电气工程与自动化设计题目：全数字控制的桥式可逆直流脉宽调速系统设计专题：指导教师：XXXX 职称：XXXXXXXX年6月XXXXXXXX大学毕业设计任务书学院信息与电气工程学院专业年级电气02—3 学生姓名曹言敬任务下达日期：XXXX年2月20日毕业设计日期：XXXX 年 2 月20日至XXXX 年6月20日毕业设计题目：全数字控制的桥式可逆直流脉宽调速系统设计毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：1、直流电机的参数为15KW，电枢电压440V，电枢电流39.5A，励磁电压90V，励磁电流7A，转速为1510转/分。

2、制定主电路方案并进行选型设计计算。

3、用PROTEL设计全数字控制系统的电路原理图及PCB图。

4、编制控制软件。

5、基于MATLAB对桥式可逆直流脉宽调速系统进行仿真研究。

6、翻译与论文相关的电气自动化方面专业外文资料约5000字。

7、用OFFICE—WORD打印论文。

院长签字：指导教师签字：XXXXXXXX大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日XXXXXXXX大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日XXXXXXXX大学毕业设计答辩及综合成绩摘要直流脉宽调速系统，是采用脉冲宽度调制的高频开关控制方式，形成的脉宽调制变换器——直流电动机调速系统，简称直流PWM调速系统。

1 4波长阻抗转换器
1 4波长阻抗转换器（1 to 4 wavelength impedance converter）是一种用于将电路的输入或输出阻抗在不同波长下进行转换的器件。

它通过改变电路的结构和参数，使得电路在不同波长下表现出不同的阻抗特性。

在光纤通信系统中，不同的波长对应着不同的光学频率。

1 4波长阻抗转换器可以将电路在一个波长下的阻抗转换为其它3个波长下的阻抗。

这种转换器常用于光纤接口或光纤调制解调器等光通信设备中，用于实现多波长信号的互联和转换。

1 4波长阻抗转换器通常由多个阻抗匹配电路、耦合器、滤波器等组成。

它可以通过匹配和调节电路的参数，使得信号在不同波长下得到最佳的传输和转换效果。

这种转换器的设计和制造需要考虑波长、频率、功率等多种因素，以确保转换的准确性和稳定性。

总的来说，1 4波长阻抗转换器是一种高频电路设备，用于将电路的阻抗在不同波长下进行转换。

它在光纤通信系统中具有重要的应用价值，能够实现多波长信号的互联和转换，提高了光通信系统的灵活性和传输效率。