PWM技术PPT课件

.,1,2013.04,脉宽调制（PWM）技术,.,2,脉宽调制（PWM）技术,内容：脉宽调制（PWM）定义及PWM信号发生原理；占空比的含义；PWM控制种类介绍。要求：掌握PWM的发生原理，理解占空比的含义；了解PWM控制种类。,.,3,脉宽调制（PWM）技术介绍,脉宽调制（PWM：Pulse-WidthModulation）的基本原理很早就已经提出，但是受电力电子器件发展水平的制约，在上世纪80年代以前一直未能实现。直到进入上世纪80年代，随着全控型电力电子器件的出现和迅速发展，PWM控制技术才真正得到应用。随着电力电子技术、微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法，如现代控制理论、非线性系统控制思想的应用，PWM控制技术获得了空前的发展；,.,4,脉宽调制是利用一种数字信号来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在功率控制与变换、测量和通信等领域中;采样控制理论中有一个重要结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。PWM控制技术就是以该结论为理论基础，对半导体开关器件的导通和关断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。,.,5,（二）PWM信号发生原理,1、模拟电路产生PWM；2、数字电路产生PWM。,.,6,1、模拟电路产生PWM,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。模拟电路产生PWM信号的一般原理如图1所示。,图1模拟电路产生PWM信号原理示意图,.,7,发生PWM信号的具体步骤,第一步：通过电阻R和电容C设定开关周期Ts（开关频率f1/Ts）；第二步：通过振荡器产生载波，即图1中的锯齿波/三角波；第三步：根据需要产生一个控制信号即调制波，然后，载波和调制波的值通过比较器进行比较；第四步：比较器比较的结果产生PWM信号。,.,8,电阻R和电容C配置oscillator产生锯齿波/三角波的频率，一般来说都有一个计算公式或者通过图标来查询。比如UC3875，这一款芯片就是采用图表的方式告诉怎样配置齿波/三角波的频率，如图2所示。,图2电阻R和电容C与锯齿波/三角波频率的关系图,.,9,2、数字电路产生PWM,数字电路产生PWM信号的原理与模拟电路一样，不同的是，数字电路产生PWM信号是通过寄存器的设置来实现的。数字电路产生PWM信号的原理如图3所示。,图3数字电路产生PWM信号原理,.,10,发生PWM信号的具体步骤,第一步：通过周期寄存器（PeriodRegister）设定开关周期Ts（开关频率f1/Ts）；（设计者设定）第二步：相应的定时器（TimerRegister）开始计数产生图3中的锯齿波/三角波；（不需要设定，自动计数）第三步：根据需要产生一个控制信号即调制波，即星号*表示的值，用此值装载比较寄存器（CompareRegister），然后，TimerRegister和CompareRegister的值进行比较，比较的结果送往PWM发生电路。如图4所示；第四步：PWM发生电路根据比较的结果产生PWM信号。,.,11,图4数字电路产生PWM信号比较原理,许多微控制器和DSP已经在芯片上包含了PWM发生器，这使数字控制的实现变得更加容易了。,.,12,（三）脉宽调制基本原理,脉宽调制的基本原理是通过占空比的变化来实现能量、信号等的调节。图5显示了三种不同的PWM信号。图5（a）是一个占空比为10%的PWM信号，即在信号周期中，10的时间通，其余90的时间断；图5（b）和图5（c）显示的分别是占空比为50%