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Freescale Semiconductor Document Number: AN4746 应用笔记 Rev. 0, 06/2013 利用MC56F82xx、MC56F84xxx、 MC56F823xx和MC56F827xx DSC系列产生高 分辨率PWM信号 作者：Pavel Grasblum 1 简介 目录 脉宽调制（PWM ）是基于电压/ 电流均值控制 1 简介 1 的基本技术，电机控制、开关模式电源、照明、 无线充电、音频放大器及许多其他应用中都会 2 细分延迟逻辑 3 用到此技术。这种技术能够有效地将电压/ 电 2.1 高分辨率PWM 占空比的产生 5 流转换为另一个电平。脉宽调制的原理可从图 2.2 高分辨率PWN 频率的产生 5 1中的电压转换器示例看出。开关网络产生电 压脉冲，通常该脉冲要么是频率恒定但脉宽可 2.3 采用细分延迟逻辑产生互补信号 6 变，要么是脉宽恒定但频率可变。电压脉冲的 2.4 在软件中使用细分延迟逻辑 7 幅度与输入源的电压值对应。电压脉冲经过进 3 结论 8 一步整流和滤波后，形成平滑的输出电压；此 输出电压的平均值与所产生的电压脉冲的占 4 参考 9 空比对应。在电机控制等应用中，电压脉冲不 5 修订历史记录 9 进行整流或滤波，而是直接作用于负载。 © 2013 Freescale Semiconductor, Inc. _______________________________________________________________________ 图1. 电压转换器中的PWM 原理 PWM 使用的频率范围很宽。加热或电炉应用可以是数秒一次可控硅应用为 50/60 Hz，电机控制 应用为10–20 kHz ，开关电源为数百千赫。微控制器利用定时器/PWM 模块产生PWM 信号。PWM 模块的定时基本单元是其输入时钟。输入时钟通常与外设总线时钟相同，但某些 MCU 可将外设 总线时钟的频率数倍倍频后提供给PWM 模块。PWM 模块的输入时钟决定了产生PWM 信号的分 辨率。PWM 分辨率是闭环控制是否稳定的重要参数。理想情况下，PWM 分辨率必须与模数转换 器（ADC ）分辨率相当。 低PWM 分辨率的结果可从图2 看出。左侧产生的是低分辨率PWM 信号。控制环路试图让输出 值接近参考值。但是，PWM 模块的占空比一旦改变就会引起输出大幅变化，因此输出信号会围 绕参考值波动。右侧产生的是高分辨率PWM 信号，因此输出信号纹波可忽略不计。 图2. PWM 分辨率对输出信号的影响 利用MC56F82xx、MC56F84xxx、MC56F823xx和MC56F827xx DSC系列产生高分辨率PWM信号，Rev. 0，06/2013 2 Freescale Semiconductor, Inc. 对于低频中频PWM ，市场上大部分MCU 的PWM 分辨率是足够的。例如，若MCU 的外设总线 时钟为100 MHz、PWM 信号频率为10 kHz，则PWM 分辨率为10, 000，即超过13 位。所需的最 低PWM 分辨率取决于应用要求，但一般认为至少是10 位分辨率才足够。在第二个例子中，PWM 信号的频率为200 kHz 。若外设总线时钟与上例相同，则此PWM 信号的分辨率低于9 位。因此， 低PWM 分辨率可能导致出现不需要的输出纹波，如图2 所示。 为获得与上例