8、增强型脉宽调制模块PWM.ppt

第八讲：增强型脉宽调制模块PWM; PWM（脉冲宽度调制）是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制。PWM控制技术就是对脉冲宽度进行调制的技术，即通过对一系列的脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要的波形。在采样控制理论中有一个重要的结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加载到具有惯性的环节上时，其效果基本相同。冲量即指窄脉冲的面积。这里所说的效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。如果把输出波形用傅立叶变化分析，则其低频段非常接近，仅在高频段略有差异。 ; 例如图8.1a、b、c所示的三个窄脉冲形状不同，其中图8.1a为矩形脉冲、图8.1b为三角形脉冲、8.1c为正弦半波脉冲，但他们的面积（即冲量）都等于1，那么当它们分别加在具有惯性的同一个环节上时(如图8.2a)，电路输入为e(t)，窄脉冲，如图8.1a、b、c、d所示，其输出响应基本相同,如图8.2b，电路输出为i(t)。当窄脉冲变为图8.1d的单位脉冲函数δ(t)时，一阶惯性环节的响应即为该环节的脉冲过渡函数。从输出波形中可以看出，在输出波形的上升段，脉冲形状不同时，输出波形的形状略有不同，但其下降段则几乎完全相同。脉冲越窄，各输出波形的差异也越小。如果周期性的施加上述脉冲，则响应也是周期性的。用傅立叶级数分解后将可看出，各输出波形在低频段的特性将非常接近，仅在高频段上略有差异。面积等效原理是PWM控制技术的重要理论基础。 ;PWM控制基本原理;PWM控制基本原理;PWM控制基本原理; PWM波形可分为等幅PWM波和不等幅PWM波两种，微控制器输出的电平一般都是确定的，所以一般调整微控制器输出矩形脉冲的占空比，就可以输出等幅不等宽的PWM波，微控制器输出的PWM波功率有限，主要是用来驱动功率开关管的。通过对功率开关器件的开关控制，可以输出更大功率更多形状的PWM波形，将功率开关器件的开关拓扑逻辑组合变化，就可以输出不等幅即多电平的大功率PWM波形。PWM就像大功率DA转换器一样，将数字信号转换为模拟信号，只是PWM是用调制脉宽的方法来将数字信号等效替代模拟信号。也可以认为PWM电路就是一类特殊DA电路。 PWM控制一般就包括两部分电路，一部分是功率开关管组成的功率电路，另一部分是由微控制器组成的来驱动开关管的驱动电路。微控制器产生的单周期PWM驱动信号本身很简单，主要包括四个要素，周期、脉宽、脉冲相位、脉冲个数，但是每个周期的脉冲波形的宽度会变化，有时对脉冲的具体相位也有要求，脉冲宽度如何具体调制，这就要根据具体的控制场合以及功率电路来进行算法研发，详情要参照PWM控制相关技术，我们下边主要介绍的是F28335如何产生最初的这个脉冲波形，并且每个周期的脉冲波形宽度以及具体相位都是可以配置和调整的。 目前PWM控制技术应用已经极为广泛，在电机拖动、电机控制、整流、逆变、有源电力滤波（APF）、静止无功发生器（SVG）、统一潮流控制器（UPFC）、超导储能（SMES）、LED调光、开关电源等众多领域都有重要应用。; 除此之外还有6个APWM，这6个APWM是通过CAP模块扩展配置，可以独立使用，所以这样F28335最多可以有18路PWM输出。每一组ePWM模块都包含以下7个模块：时基模块TB、计数比较模块CC、动作模块AQ、死区产生模块DB、PWM斩波模块PC、错误联防模块 TZ、事件触发模块 ET，如图8.5所示。 ;PWM结构及组成单元;PWM结构及组成单元;结合书籍为大家讲解各类模块的具体原理。;结合书???为大家讲解各类模块的寄存器原理。;手把手教你-PWM输出;谢谢