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(PWM)控制
汇报人：AA
2024-01-19
目录
contents
PWM基本原理与特点
PWM生成方法与实现技术
PWM在电机驱动中应用
PWM在电源变换中应用
PWM在通信系统中应用
总结与展望
PWM基本原理与特点
01
PWM（PulseWidthModulation），即脉冲宽度调制，是一种模拟控制方式，根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变。
PWM定义
PWM控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等但宽度不一致的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形。也就是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲，使各脉冲的等值电压为正弦波形，所获得的输出平滑且低次谐波少。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，即可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。
工作原理
PWM信号是一种离散信号，其幅度和频率都是固定的，通过改变脉冲宽度来实现对信号的控制。PWM信号的占空比（即高电平时间与周期之比）决定了输出电压的平均值。
信号特点
PWM控制具有简单、灵活、动态响应好、抗干扰能力强等优点。通过调整PWM信号的占空比，可以方便地实现对输出电压或电流的连续调节。此外，PWM控制还可以实现多路输出、无级调速等功能。
优势
PWM控制广泛应用于电力电子、电机控制、照明控制、通信等领域。例如，在电力电子领域中，PWM控制被用于开关电源、逆变器、变频器等设备中；在电机控制领域中，PWM控制被用于直流电机、交流电机等驱动系统中；在照明控制领域中，PWM控制被用于LED调光、荧光灯调光等场合中。
应用领域
随着科技的不断进步和应用需求的不断提高，PWM控制技术也在不断发展和完善。未来PWM控制技术将朝着更高精度、更高效率、更低噪声的方向发展。同时，随着数字化技术的不断发展，数字化PWM控制技术也将成为未来发展的重要趋势之一。
发展趋势
PWM生成方法与实现技术
02
通过比较器将模拟信号与三角波或锯齿波进行比较，生成PWM信号。这种方法简单易行，但精度和稳定性受限于模拟器件的性能。
利用积分器对误差信号进行积分，再与参考信号比较生成PWM信号。这种方法可以实现高精度PWM控制，但需要复杂的模拟电路设计。
积分器法
比较器法
计数器法
通过计数器对时钟信号进行计数，达到设定值时翻转输出电平，生成PWM信号。这种方法实现简单，但分辨率和频率受限于计数器性能。
直接数字合成法（DDS）
采用数字合成技术生成所需频率和占空比的PWM信号。DDS具有高精度、高分辨率和灵活性强的优点，但需要较高的数字电路设计水平。
定时器法
利用微处理器的定时器中断功能，在中断服务程序中改变输出电平的持续时间，从而生成PWM信号。这种方法实现简单，但占用的CPU资源较多。
DMA法
通过DMA（直接内存访问）控制器实现PWM信号的生成。DMA控制器可以按照预设的参数自动改变输出电平的持续时间，从而减轻CPU的负担。这种方法可以实现高精度的PWM控制，但需要较复杂的硬件和软件设计。
专用PWM模块
一些微处理器集成了专用的PWM模块，可以直接通过编程控制生成PWM信号。这种方法具有高精度、高分辨率和灵活性强的优点，且占用CPU资源较少。但需要熟悉微处理器的PWM模块编程接口和使用方法。
PWM在电机驱动中应用
03
调速控制
通过PWM控制直流电机的电压，从而实现对电机转速的精确控制。PWM信号的频率和占空比可以根据需要进行调整，以达到所需的转速。
电流限制
在直流电机驱动中，PWM控制可以有效地限制电机的电流，防止电机过载或损坏。通过调整PWM信号的占空比，可以控制电机的平均电流。
变频控制
PWM控制可以实现交流电机的变频控制，通过改变PWM信号的频率来控制电机的转速。同时，PWM控制还可以实现电机的软启动和软停止，减少对电网的冲击。
功率因数校正
在交流电机驱动中，PWM控制可以实现功率因数校正，提高电机的运行效率。通过调整PWM信号的相位和幅度，可以使电机的输入电流与电压同相位，减少无功功率的消耗。
PWM控制可以实现永磁同步电机的矢量控制，通过调整PWM信号的频率、幅度和相位来控制电机的转矩和转速。矢量控制可以实现电机的高性能运行，提高电机的动态响应和稳态精度。
矢量控制
PWM控制还可以实现永磁同步电机的直接转矩控制，通过直接控制电机的定子电流来控制电机的转矩。直接转矩控制具有响应快、动态性能好等优点，适用于对电机性能要求较高的场合。
直接转矩控制
PWM在电源变换中应用
04
脉冲宽度调制（PWM）
通过改变脉冲宽度来控制输出电压，适用于大功率和高效率应用。
脉冲频率调制（PFM）
通过改变脉冲频率来控制输出电压，适用于小功
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