第6章PWM技术

pwm的工作原理
PWM（脉宽调制）是一种常用的电子控制技术，它通过控制信号的脉冲宽度来变化输出信号的平均功率。

PWM主要适用于需要精确控制电压、电流或者频率的应用。

其工作原理可以简单描述如下：
1. 信号发生器：PWM的工作原理首先需要一个信号发生器来产生一定频率的方波信号。

这个信号发生器可以是一个晶体振荡器或者其他的任意信号源。

2. 采样：信号发生器产生的方波信号需要经过一个采样电路来进行采样。

采样电路可以是一个比较器，它将方波信号与一个可调的参考电压进行比较。

3. 脉宽控制：比较器的输出信号将进一步通过一个脉宽控制电路进行处理。

脉宽控制电路通常是一个可调的计数器或者定时器。

它根据输入信号的脉冲宽度来控制计数器或者定时器的工作时间。

4. 输出：最后，脉宽控制电路的输出信号将被送入一个功率放大器，用来驱动需要控制的载体。

功率放大器的输出信号即为PWM的最终输出信号。

PWM的工作原理可以通过改变方波信号的脉冲宽度来控制输出信号的平均功率。

通常情况下，脉冲宽度与占空比成正比。

当脉冲宽度增大时，占空比也就增大，输出信号的平均功率也相应增大。

相反，当脉冲宽度减小时，占空比减小，输出信号
的平均功率也减小。

总的来说，PWM的工作原理是通过改变方波信号的脉冲宽度
来控制输出信号的平均功率。

这种控制方法的优点是节省能量、减小功率损耗，并且能够精确控制信号的特性。

在很多电子设备中，PWM被广泛应用于电机控制、光电调光、音频放大以
及电源管理等领域。

pwm直流电机控制原理
PWM（脉宽调制）是一种控制技术，可以用于控制直流电机的转速和方向。

它通过改变信号的脉冲宽度来控制电机驱动电压的大小。

在PWM控制中，周期性地产生一个固定频率的方波信号，即PWM信号。

这个信号的高电平时间（脉冲宽度）可以根据需要进行调整。

脉冲宽度越长，电机接收到的驱动电压就越高，转速也会相应增加。

脉冲宽度越短，则驱动电压越低，转速也会减小。

PWM信号的周期必须远远小于电机的机械响应时间，以确保控制的稳定性。

频率一般设定在几千赫兹到几十千赫兹之间，以避免电机产生噪音。

脉冲宽度的调整则通过改变占空比（高电平时间与周期的比值）来实现。

在具体的实现中，通常使用微控制器或专用的PWM控制器来产生PWM信号。

通过改变占空比的值，控制电机的转速。

例如，当占空比为50%时，电机接收到的驱动电压为平均值的一半，电机转速为额定转速的一半；当占空比为100%时，电机接收到的驱动电压为最大值，电机转速为最大转速。

为了实现方向控制，可以使用H桥电路。

H桥电路可以控制电流的方向，从而改变电机的转向。

通过控制H桥的开关状态，可以将电机正反转。

综上所述，PWM控制技术通过改变信号的脉冲宽度来控制直
流电机的转速和方向。

通过微调占空比的值，可以精确控制电机的转速，并利用H桥电路控制电机的转向。

图6-5给出了前三种软开关电路的基本开关单元，谐振直流 环节的电路见图6-10。
图6-5 准谐振电路的基本开关单元
2、零开关PWM电路
零开关PWM变换电路是在准谐振变换电路基础上，增加了 辅助开关而形成的。辅助开关用于控制谐振的开始时刻，使谐 振仅发生于开关过程前后，这样，电路就可以采用恒频控制方 式即PWM控制方式。零开关PWM电路可分为：
图6-6 零开关PWM电路的基本开关单元
3、零转换PWM电路
准谐振变换器的谐振电感和谐振电容一直参与工作；零开关 PWM变换器的谐振元件虽不一直工作，但谐振电感却串在主回 路中，损耗较大。为克服这些缺陷，提出了零转换PWM变换器。 虽这类变换器也采用对谐振时刻进行控制来实现PWM控制，但 与零开关变换器相比具有更突出的优点：
要 实 现 软 开 关 的 PWM 控制，只需控制Lr与Cr的 谐振时刻。其方法是：要 么在适当时刻先短接谐振 电感，在需要谐振的时刻 再断开；要么在适当时刻 先断开谐振电容，在需要 谐振的时刻再接通。由此 得到不同形式的零开关 PWM 电 路 的 基 本 开关 单 元， 如图 6-6 所 示，其 中 S1为辅助开关。
第6章 软开关技术
6.1 软开关的基本概念 1、硬开关及其缺点
变流电路中的电力电子开关不是理想器件。开通时，开关 管的电压不是立即降到零，同时它的电流也不是立即上升到 负载电流，有一个上升时间。在这段时间里，开关元件承受 的电压和流过的电流有一个交叠区，会产生开关损耗，称之 为开通损耗，其波形如图6-1（a）所示。同样，在开关关断 时，开关管的电流也有一个下降过程，电压也有一个上升时 间，电压和电流的交叠产生的开关损耗称之为关断损耗，其 波形如图6-1（b）所示。开关器件在开关过程中产生的开通 损耗和关断损耗，统称为开关损耗。具有这种开关过程的开 关称为硬开关。

pwm的具体原理
PWM（脉宽调制）是一种采用脉冲的宽度来调制信号的技术。

其基本原理是通过改变脉冲的宽度，从而改变信号的平均功率。

在PWM的实现过程中，主要包括以下几个步骤：
1. 设定基准信号：首先需要确定一个基准信号，即频率固定、幅度一致的连续周期信号，可以是正弦波、方波等。

该信号的周期决定了PWM信号的刷新频率。

2. 设定调制信号：接下来需要确定一个调制信号，即用于改变基准信号脉冲宽度的信号。

调制信号通常是一个较低频率的信号，其幅度表示要控制的参数的大小。

3. 比较器运算：比较器会不断地将调制信号与基准信号进行比较，当基准信号的值高于调制信号时，输出高电平，当基准信号的值低于调制信号时，输出低电平。

4. 设置脉宽：根据比较器的输出，可以确定脉冲宽度。

当调制信号较大时，比较器输出的高电平时间较长，脉冲宽度增大；当调制信号较小时，比较器输出的高电平时间较短，脉冲宽度减小。

5. 输出PWM信号：经过调整后的脉冲宽度被用来控制目标器件，例如直流电机、电子元件等。

PWM信号具有周期性、平
均功率可控的特点，可以精确地控制目标设备的工作状态。

需要注意的是，由于PWM信号是由一系列高低电平的脉冲组
成的，所以其平均值表示的不是直流电压或电流的实际大小，而是平均功率的调节。

因此，在使用PWM进行控制时，需要目标器件能够接受PWM信号并进行相应的处理，以实现对参数的精确调节。