脈寬�(diào)制(Pulse Width Modulation簡稱PWM)是靠改變脈沖寬度來控制輸出電壓,通過改變周期來控制其輸出頻率。而輸出頻率的變化可通過改變此脈沖的�(diào)制周期來�(shí)�(xiàn)。這樣,使�(diào)壓和�(diào)頻兩�(gè)作用配合一�,且于中間直流環(huán)節(jié)無關(guān),因而加快了�(diào)節(jié)速度,改善了�(dòng)�(tài)性能。由于輸出等幅脈沖只需恒定直流電源供電,可用不可控整流器取代相控整流器,使電網(wǎng)�(cè)的功率因�(shù)大大改善。利用PWM逆變器能夠抑制或消除低次諧波。加上使用自�(guān)斷器�,開�(guān)頻率大幅度提高,輸出波形可以非常接近正弦��
1. 可以得到相當(dāng)接近正弦波的輸出電壓
2. 整流電路采用二極�,可獲得接近1的功率因�(shù)
3. 電路�(jié)�(gòu)簡單
4. 通過對輸出脈沖寬度的控制可改變輸出電�,加快了變頻過程的動(dòng)�(tài)響應(yīng)
脈寬�(diào)制(PWM�??刂品绞骄褪菍δ孀冸娐烽_�(guān)器件的通斷�(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�(gè)周期中產(chǎn)生多�(gè)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斜波諧波�。按一定的�(guī)則對各脈沖的寬度�(jìn)行調(diào)�,即可改變逆變電路輸出電壓的大小,也可改變輸出頻率�
在采樣控制理論中有一�(gè)重要的結(jié)�,即沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的�(huán)節(jié)�,其效果基本相同。沖量既指窄脈沖的面�。這里所說的效果基本相同。是指該�(huán)節(jié)的輸出響�(yīng)波形基本相同。如把各輸出波形用傅里葉變換分析,則它們的低頻段特性非常接�,僅在高頻段略有差異�
根據(jù)上面理論我們就可以用不同寬度的矩形波來代替正弦�,通過對矩形波的控制來模擬輸出不同頻率的正弦波�
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�(gè)彼此相連的脈沖所組成的波彀這些脈沖寬度相等,都等于 ∏/n ,但幅值不�,且脈沖頂部不是水平直線,而是曲線,各脈沖的幅值按正弦�(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�,使矩形脈沖的中�(diǎn)和相�(yīng)正弦等分的中�(diǎn)重合,且使矩形脈沖和相應(yīng)正弦部分面積(即沖量)相�,就得到一組脈沖序列,這就是PWM波形??梢钥闯?,各脈沖寬度是按正弦�(guī)律變化的。根�(jù)沖量相等效果相同的原理,PWM波形和正弦半波是等效�。對于正弦的�(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�,要改變等效輸出正弦波的幅值時(shí),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�,整流電路采用不可控的二極管電路即可,PWM逆變電路輸出的脈沖電壓就是直流側(cè)電壓的幅��
根據(jù)上述原理,在給出了正弦波頻率,幅值和半�(gè)周期�(nèi)的脈沖數(shù)�,PWM波形各脈沖的寬度和間隔就可以�(zhǔn)確計(jì)算出�。按照計(jì)算結(jié)果控制電路中各開�(guān)器件的通斷,就可以得到所需要的PWM波形.
要實(shí)�(xiàn)脈寬�(diào)制功�,整�(gè)系統(tǒng)劃分為三部分:pwm信號(hào)�(chǎn)生模�,控制信息處理模塊和輸出信息顯示模塊。內(nèi)部邏輯電路包括鍵入處理電�、時(shí)鐘產(chǎn)生電�、控制電�、按鍵計(jì)�(shù)電路、控制字�(chǎn)生電�、數(shù)控分頻器和BCD碼轉(zhuǎn)換電路。如�
由于脈寬�(diào)制可以同�(shí)�(shí)�(xiàn)變頻變壓反抑制諧波的特點(diǎn)。由此在交流傳動(dòng)及至其它能量變換系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)�。PWM控制技�(shù)大致可以為為三類,正弦PWM(包括電�,電流或磁通的正弦為目�(biāo)的各種PWM方案,多重PWM也應(yīng)歸于此類�,優(yōu)化PWM及隨�(jī)PWM。正弦PWM已為人們所熟知,而旨在改善輸出電壓、電流波�,降低電源系�(tǒng)諧波的多重PWM技�(shù)在大功率變頻器中有其�(dú)特的�(yōu)勢(如ABB ACS1000系列和美國ROBICON公司的完美無諧波系列等);而優(yōu)化PWM所追求的則是實(shí)�(xiàn)電流諧波畸變率(THD)最�,電壓利用率,效�,及�(zhuǎn)矩脈�(dòng)最小以及其它特定優(yōu)化目�(biāo)�
脈寬�(diào)制PWM是開�(guān)型穩(wěn)壓電源中的術(shù)�。這是按穩(wěn)壓的控制方式分類�,除了PWM型,還有PFM型和PWM、PFM混合�。脈寬寬度調(diào)制式(PWM)開�(guān)型穩(wěn)壓電路是在控制電路輸出頻率不變的情況�,通過電壓反饋�(diào)整其占空比,從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的�
PWM軟件法控制充電電�
本方法的基本思想就是利用單片�(jī)具有的PWM端口,在不改變PWM方波周期的前提下,通過軟件的方法調(diào)整單片機(jī)的PWM控制寄存器來�(diào)整PWM的占空比,從而控制充電電�。本方法所要求的單片機(jī)必須具有ADC端口和PWM端口這兩�(gè)必須條件,另外ADC的位�(shù)盡量�,單片機(jī)的工作速度盡量�。在�(diào)整充電電流前,單片機(jī)先快速讀取充電電流的大小,然后把�(shè)定的充電電流與實(shí)際讀取到的充電電流�(jìn)行比�,若�(shí)際電流偏小則向增加充電電流的方向�(diào)整PWM的占空比;若�(shí)際電流偏大則向減小充電電流的方向�(diào)整PWM的占空比。在軟件PWM的調(diào)整過程中要注意ADC的讀�(shù)偏差和電源工作電壓等引入的紋波干擾,合理采用算術(shù)平均法等�(shù)字濾波技�(shù)�
PWM在推力調(diào)制中的應(yīng)�
1962�,Nicklas等提出了脈沖�(diào)制理�,指出利用噴氣脈沖對航天器控制是簡單有效的控制方案,同時(shí)能使�(shí)間或能量�(dá)到控��
脈寬�(diào)制發(fā)�(dòng)�(jī)控制方式是在每一�(gè)脈動(dòng)周期�(nèi),通過改變閥門在開或關(guān)位置上停留的�(shí)間來改變流經(jīng)閥門的氣體流�,從而改變總的推力效果,對于�(zhì)量流率不變的系統(tǒng),可以通過脈寬�(diào)制技�(shù)來獲得變推力的效��
脈寬�(diào)制通常有兩種方法:種為整體脈寬�(diào)�,對控制對象�(jìn)行控制器�(shè)�(jì),并根據(jù)控制要求的作用力大小,對整�(gè)系統(tǒng)模型�(jìn)行動(dòng)�(tài)的數(shù)�(xué)解算變換,得出固定力輸出�(yīng)該持�(xù)作用的時(shí)間和開始作用�(shí)�;第二種為脈寬調(diào)制器,不考慮控制對象模型,而是根據(jù)輸入�(jìn)行“動(dòng)�(tài)衰減”性的累加,然后經(jīng)過某種算法變換后,決定輸出所持續(xù)的時(shí)�。這種方式非常簡單,也能達(dá)到輸出作用近似相同�
脈寬�(diào)制控制技�(shù)�(jié)�(gòu)簡單、易于實(shí)�(xiàn)、技�(shù)比較成熟,俄羅斯已經(jīng)將其成功地應(yīng)用于�(yuǎn)程火箭的角度�(wěn)定系�(tǒng)控制中。但是當(dāng)�(diào)制量為零�(shí),正反向的控制作用相互抵�,控制效率明顯比變流率系�(tǒng)�。而且系統(tǒng)響應(yīng)有一定的滯后,其開關(guān)的頻率必須遠(yuǎn)大于KKV本身的固有頻�,否則不但起不到�(diào)制效果,甚至?xí)l(fā)生災(zāi)難性后��
維庫電子通,電子知識(shí),一查百��
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