PWM是什么

本文介绍了PWM(脉冲宽度调制)控制技术的基本原理及其在逆变电路中的应用。PWM通过调节脉冲宽度来等效获得所需的波形,适用于从测量、通信到功率控制与变换的多个领域。文中还探讨了PWM的特点,包括其对噪声的良好抑制作用。

转自:http://www.eepw.com.cn/article/275890.htm

PWM(Pulse Width Modulation)
PWM控制——脉冲宽度调制技术,通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要的波形(含形状和幅值),   PWM 控制技术在逆变电路中应用最广,应用的逆变电路绝大部分是 PWM 型,广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。

基本原理: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的脉冲,用这些脉冲来代替正弦波所需要的波形。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。
在PWM波形中,各脉冲的幅值是相等的,要改变等效输出正弦波的幅值时,只要按同一比例系数改变各脉冲的宽度即可,因此在交-直-交变频器中,PWM逆变电路输出的脉冲电压就是直流侧电压的幅值。

PWM特点
PWM的一个优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的,无需进行数模转换,让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小。噪声只有在强到足以将逻辑1改变为逻辑0或将逻辑0改变为逻辑1时,也才能对数字信号产生影响。
对噪声抵抗能力的增强是PWM相对于模拟控制的另外一个优点,而且这也是在某些时候将PWM用于通信的主要原因。从模拟信号转向PWM可以极大地延长通信距离。在接收端,通过适当的RC或LC网络可以滤除调制高频方波并将信号还原为模拟形式。


在电机控制程序中,`cnt_pwm` 变量起到了关键的作用,它主要用于控制电机的 PWM(脉冲宽度调制)信号的占空比,进而实现对电机转速和转矩的控制。以下从几个方面详细阐述其作用: ### 速度控制 `cnt_pwm` 变量是电机速度控制的核心参数。通过调整 `cnt_pwm` 的值,可以改变 PWM 信号的占空比,从而控制电机的平均电压,最终实现对电机转速的调节。在 `motor_ctl_PWM` 函数中,根据设定速度与当前速度的差值 `deltspd` 来动态调整 `cnt_pwm` 的值,以实现对电机速度的闭环控制。例如: ```c if ( (deltspd > 100) || (deltspd < -100)) { cnt_pwm = cnt_pwm + (deltspd/30); } else if ( (deltspd > 20) || (deltspd < -20)) { cnt_pwm = cnt_pwm + (deltspd/10); } ``` ### 上下限限制 为了确保电机的安全运行,程序对 `cnt_pwm` 的值进行了上下限限制。在 `motor_ctl_PWM` 函数中,通过以下代码保证 `cnt_pwm` 的值在合理范围内: ```c if (cnt_pwm > MAX_CNT_PWM) cnt_pwm = MAX_CNT_PWM; if (cnt_pwm < 3) cnt_pwm = 3; ``` ### PWM 信号输出 `cnt_pwm` 的值最终被用于设置定时器的比较寄存器,从而输出相应占空比的 PWM 信号。在 `motor_ctl_PWM` 函数中,当 `pro_cnt_pwm` 与 `cnt_pwm` 不相等时,将 `cnt_pwm` 的值写入定时器 `TIM8` 的通道 2 比较寄存器 `CCR2`: ```c if (pro_cnt_pwm != cnt_pwm) { TIM8->CCR2=cnt_pwm; pro_cnt_pwm = cnt_pwm; } ``` ### 动态调整 在 `motor_ctl` 函数中,根据不同的条件对 `cnt_pwm` 进行动态调整。例如,当 `start` 为 0 时,会逐步减小 `cnt_pwm` 的值,使电机逐渐停止: ```c if (cnt_pwm > 20) cnt_pwm -= 15; else { cnt_pwm = 0; } ``` ###
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