脉宽调制(PWM)控制电路

τT
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Oτ
T
O t
τT
t
uP+uk+u0
T/2
uc
O
ucm
T
T
1 2
1
uc ucm
典型脉宽调制电路
uL
E UL
O
τ
T
T+τ
2T
t
uL E
UL
O
τ
T
T+τ
2T
t
典型脉宽调制电路
锯齿波脉宽调制器
8
6
5 3
2
7
4 1
8
典型脉宽调制电路
6
锯齿波脉宽调制器
5
3
2
7
Ec
R1
C3
4
8
R2
R
ct 7
NE555
VD2 R15
V2
V5
R16
R11
R17
V4
uo2
R12
R18
-Ec
典型脉宽调制电路 三角波脉宽调制器
uk-uP
uk-uP
uk-uP
+1.2V
uk
O
O
O
-1.2V
t
t
t
uk
uo1
uo1
uo1
O
tO
t
O
t
uo2
uo2
uo2
O
tO
t
O
t
典型脉宽调制电路 数字式脉宽调制器
Uc
D7
D0 A0 A1 IOR IOW RESET
7
9 15 CP
Uc
&
PWM功率转换电路 简单不可逆PWM控制电路
分析可逆和不可逆PWM系统时首先作如下假定： （1）大功率晶体管时无惯性器件，即忽略其开关过
程所需的时间。 (2) 脉宽调制的开关周期T远小于电动机的时间常
数，即忽略PWM控制的传递延迟对系统响应特性的 影响。在一个开关周期中，电动机转速变化很小， 可把反电动势ED看作常数处理。 （3）电枢回路用电阻R，电感L和反电动势ED等效 表示。忽略电源内阻，认为在不同工作状态下电源 电压E为常数。 （4）当电动机的平均电磁转矩TM=KTIa和负载转 矩TL相平衡时，系统工作在准稳定工作状态，这时 电枢电流Ia呈现周期性脉动变化。
B
ub3
V3
VD3
2 4 VD4
V4
ub1,ub4
O
τ
T
t
ub2,ub3
ub2
O
t
uAB
E
O
t
ub4
-E ia （重载）
1
2
1
O
ia
（轻载） 1
2
t 1
O
4
34
t
D7
PA7
PA6
PA5
PA4
8255A D0
A0
A1
PA3
RD
PA2
WR
PA1
RESET
PA0
CS
PC7
地址 译码器
φ
分频器
4
13 A > B
CD4585
10
14
7
1
2
9
15
11
56
12 3
10
14
7
1
2
9
15
11
CD4585
564
PWM输出
14
Uc
13
12
16
11
2
CD4520
10
6 5 4 3
8
R3
TH 6
1 V TR
52 C1
R4 C2
u0
uk
1
RP
R6 V
R7 R5
∞ -+
+N
R9 R8
4
ub
多谐振荡器
典型脉宽调制电路 三角波脉宽调制器
R3
R1
∞ ++
R4
- N1 R2
VS1 RP VS2
uk
+Ec
R9
R8
V3
C
R10 R13
a
V1
uo1
R5
∞
R6
-
+ uP
+ N2
R7
VD1R14
b
PWM功率转换电路 简单不可逆PWM控制电路
几个概念：
可逆和不可逆：可逆就是电机即可正转也可反转；不可 逆就是电机只能一个方向转动，体现在电路上就是直 流电源与电机连接固定。
反电动势：是电机转动产生的，与转速有关。 自感电动势：流过电枢电感电流变化产生的，其值为 L dia
dt
制动：电机转动方向与流过电枢的电流方向相反。 电动：电机转动方向与流过电枢的电流方向相同。 回馈制动：流过电枢的电流与电机转动方向相反且流入
脉宽调制（PWM）控制电路
脉宽调制控制电路的工作原理
R2 UP
RP u0
uk R1
EC
∞
-
+
Ub
V
+
UL
N
Up 锯齿波或三角波 Uo 偏置电压 Uc 控制电压
R3
RL
VD
脉宽调制控制电路的工作原理
uP
uP
uP
O
O t
O t
t
P+uk+u0
uP+uk+u0
uP+uk+u0
O
O
O
t
t
t
ub
ub
ub
O
直流电源，即将能量回馈给电源。
PWM功率转换电路 简单不可逆PWM控制电路
+
ED
VD1
M
ua, ia
E
ua
- ia
+
C
E Ua
ub
V
ED
VD2
ia
PWM功率转换电路 制动不可逆PWM控制电路
+E -
C
V1
ub1
1
4
VD1
ub1
ub2
ub1=-ub2
V1
VD2
V1
O
τ
T
t
A
M
B
ED
ia
V2
ia,u
ub2
3 2
E
VD2
ED
Ua
1
2
1 ia
ub1
a)
O
τT
t
ub2
ub1=-ub2
b)
VD1
V2
VD1 V2
O
τ
T
t
ia,u E ED
O
4
τ
Ua
3
T
4
τ
3
t ia
c)
ia
1
2T
1
O4
τ t1 3 4 t2
t
d)
PWM功率转换电路 H型双极式可逆PWM控制电路
E
V1
VD1
ub1
1
A
VD2 ia
M
V2 3