脈寬調制(Pulse-Width Modulation,PWM)技術在電力電子領域的應用極其廣泛。PWM模式是決定逆變器輸出電壓特性的根本。性能優越的PWM模式可以使逆變器具有良好的輸出特性。由傅里葉分析可知,不對稱波形會帶來大量低次諧波、偶次諧波以及余弦項。因此PWM脈沖波形的對稱性對輸出特性有很大影響。
PWM的實現方法一般有兩種:比較法和計算法。
隨著數字技術的迅速發展和計算機功能的提高,計算法以其方便靈活的特點成為PWM實現方法的主流。采用計算法實現PWM時,按照每個載波周期內調制波的取法,可以分為規則采樣PWM和自然采樣PWM。其中,采用規則采樣法,計算簡單,占用系統軟件資源較少,因而應用比較廣泛;但是由規則采樣法計算出的PWM波形,在系統載波頻率較低時,輸出精度差,并且在計算時需要通過查表確定計算結果,所以并不能保證其波形的對稱性,諧波含量也會因為波形的不對稱而增加。
PWM,即脈寬調制,工作原理如下:
控制方式就是對逆變電路開關器件的通斷進行控制,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個周期中產生多個脈沖,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諧波少。按一定的規則對各脈沖的寬度進行調制,即可改變逆變電路輸出電壓的大小,也可改變輸出頻率。
在PWM波形中,各脈沖的幅值是相等的,要改變等效輸出正弦波的幅值時,只要按同一比例系數改變各脈沖的寬度即可,因此在交-直-交變頻器中,PWM逆變電路輸出的脈沖電壓就是直流側電壓的幅值。
PWM波形的特點
采用滯環比較方式的電流跟蹤型變流器的特點:
①硬件電路簡單;
②屬于實時控制方式,電流響應快;
③不用載波,輸出電壓波形中不含特定頻率的諧波分量;
④與計算法和調制法相比,相同開關頻率時輸出電流中高次諧波含量較多;
⑤采用閉環控制。
PWM(Pulse Width Modulation)——脈寬調制。
其中包括:相電壓控制PWM、脈寬PWM法、隨機PWM、SPWM法、線電壓控制PWM等。
在這里我們可以令頻率不變,直接改變脈沖的寬度,亦即控制開關元件的導通時間;比如現在是高電平導通,那么方波的A越大,B越小,導通時間就長;否則就越短。
PWM波形輸出
在學習嵌入式開發板例程時,剛開始的時候不懂PWM波形是怎樣輸出的,后來漸漸的消化了,mark下:
delay_init(72); //延時初始化
uart_init(72,9600); //串口初始化
TIM1_PWM_Init(899,0);//不分頻。PWM頻率=72000/(899+1)=80Khz
這里PWM的頻率也可以這樣理解,
TIM1-》ARR=arr; //設定計數器自動重裝值
TIM1-》PSC=psc; //預分頻器設置
系統時鐘為72MHZ,預分頻數是0,即使記滿899+1=900次,pwm完成一次周期輸出,一個周期的時間為900/72M,頻率為72M/900=80khz.
將TIM1設置為PWM模式,
while(1)
{
delay_ms(10);
if(dir)led0pwmval++;
else led0pwmval--;
if(led0pwmval》300)dir=0;
if(led0pwmval==0)dir=1;
LED0_PWM_VAL=led0pwmval;
}
#define LED0_PWM_VAL TIM1-》CCR1
TIM1-》CCR1 的值自增或者自減,為一個閾值,這個閾值與累加到900清零的那個COUNT比較,影響輸出,以此來改變占空比。
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