脉宽调制(PWM)控制电路
PWM整流电路及其控制方法
PWM整流电路及其控制方法引言PWM〔脉宽调制〕技术是一种常用的电磁能源转换技术，广泛应用于各种电力电子设备中。
在电力转换中，如何实现高效率、低功率损失的能源转换一直是研究的热点之一。
PWM整流电路是一种典型的能源转换电路，它通过控制开关器件的导通时间来实现电源直流化的同时降低功率损耗。
本文将介绍PWM整流电路的根本原理、关键元件以及控制方法。
PWM整流电路的根本原理PWM整流电路主要由开关器件、滤波电容、感性元件和控制电路组成。
其根本原理是将输入交流电通过开关器件进行脉宽调制，从而获得平均值等于输出直流电压的脉冲电流。
通过滤波电容以及感性元件对脉冲电流进行平滑处理，得到稳定的直流输出电压。
开关器件的选择在PWM整流电路中，开关器件是实现脉宽调制的关键部件。
常见的开关器件有MOSFET〔金属氧化物半导体场效应晶体管〕和IGBT〔绝缘栅双极型晶体管〕两种。
MOSFET具有开关速度快、损耗小的特点，适用于低功率应用；而IGBT那么适用于高功率应用，具有较高的承受电压和电流能力。
滤波电容和感性元件滤波电容和感性元件是PWM整流电路中的关键元件，它们的作用是对脉冲电流进行平滑处理。
滤波电容可以存储电荷并平滑输出电流，而感性元件那么可以平滑输出电压。
合理选择滤波电容和感性元件的值可以在保证输出电压稳定的同时减小纹波电流和纹波电压。
控制方法PWM整流电路的控制方法主要有两种：固定频率控制和变频控制。
固定频率控制是指在整个转换过程中，开关器件的频率保持不变。
这种控制方法简单可靠，但效率较低。
变频控制是根据输出电压的需求，自适应地改变开关器件的频率，以提高整流效率。
变频控制方法相对复杂，但具有较高的效率和稳定性。
控制电路设计PWM整流电路的控制电路设计是实现控制方法的关键。
控制电路主要包括PWM生成电路和反响控制电路。
PWM生成电路负责生成脉宽信号，控制开关器件的导通时间；反响控制电路用于检测输出电压，并根据检测结果调整PWM信号以实现稳定的输出电压控制。
pwm电路工作原理
pwm电路工作原理
PWM（脉宽调制）是一种电子调制技术，通过改变信号的脉
冲宽度来调节输出信号的平均功率。
PWM电路通过控制信号
周期中高电平和低电平的时间比例来实现电压或电流的精确调节。
PWM电路的主要工作原理是通过快速地在高电平和低电平之
间进行切换来模拟出所需的输出信号。
信号周期中，高电平时间被称为占空比，表示信号高电平时间与一个完整周期的比例。
占空比越高，平均功率输出越大；占空比越低，平均功率输出越小。
PWM电路的核心元件是比较器和计时器。
计时器产生一个固
定周期的方波信号，与输入信号进行比较。
如果输入信号的幅值低于比较器输出的方波信号，则输出为低电平；如果输入信号的幅值高于比较器输出的方波信号，则输出为高电平。
通过调整比较器的阈值电压，可以控制输出信号的占空比。
PWM电路的输出信号能够精确地模拟出所需的电压或电流。
由于开关频率很高，输出信号中的高频成分可以通过滤波器去除，从而得到平滑的输出电压或电流。
因此，PWM电路广泛
应用于调节电机速度、灯光亮度调节、电源管理等领域。
总结起来，PWM电路的工作原理是通过调整信号周期中高电
平和低电平的时间比例来实现精确调节输出信号的平均功率。
这种调制技术在电机控制、电源管理等领域具有重要的应用。
pwm逆变电路的控制方法
pwm逆变电路的控制方法
PWM（脉宽调制）逆变电路是将直流电转换为交流电的一种常用电路，其控制方法主要分为以下几种：
1. 三相全桥PWM逆变控制方法：该方法采用三相全桥电路进行控制，通过改变脉冲的宽度和频率来控制输出电压的大小和波形，从而实现对直流电的转换。
2. 三相半桥PWM逆变控制方法：该方法利用三相半桥电路进行控制，具有体积小、效率高等优点，但需要较高的开关功率器件，应用范围较窄。
3. 单相PWM逆变控制方法：该方法适用于小功率电源转换，其控制方法与三相全桥PWM逆变控制方法类似，但只需使用单相电路即可。
控制方法一般采用微处理器等芯片进行控制，通过控制芯片输出PWM信号的占空比和频率来控制输出电压。
在具体控制过程中，需要注意电路参数的选择和设置，以及保护措施的实施，确保电路稳定、安全地工作。
总之，PWM逆变电路的控制方法多种多样，具体选择何种方法取决于具体的应用场景和要求，需要根据实际情况进行选择和优化。
PWM的名词解释
PWM的名词解释PWM，即脉宽调制（Pulse Width Modulation），是一种在电子工程领域中常见的技术。
它在控制电子设备中功率输出以及速度调节等方面有着广泛应用。
一、什么是PWM？脉宽调制是一种控制技术，通过改变信号的脉冲宽度来控制电路输出的电平。
在PWM中，理论上电路输出总是以高低电平交替出现，但通过改变高电平和低电平之间的脉冲宽度，可以控制电路输出的平均电压或平均功率。
脉宽调制最常见的一种形式是矩形脉冲波，它由固定的周期和可调节的脉冲宽度组成。
脉冲宽度的调节可以在一定的周期内不断变化，从而实现对输出信号的控制。
二、PWM的原理PWM技术的核心原理是基于周期性的脉冲信号。
当脉冲的宽度增加时，电路输出的平均值也会相应增加。
换句话说，脉冲宽度越宽，输出的功率或电压就越高，而脉冲宽度越窄，输出的功率或电压就越低。
具体来说，PWM技术通过不断改变脉冲信号的高电平时间和低电平时间的比例来控制输出信号。
这样做的好处是可以在保证信号稳定性的前提下，精确地调节输出的平均电压或平均功率。
三、PWM的应用领域1. 电机控制：PWM技术广泛应用于电机控制领域。
通过改变PWM脉冲的宽度，可以调节电机的转速。
例如，调速风扇、电动车等就是利用PWM技术来控制电机转速的典型应用。
2. LED调光：PWM技术在LED照明领域也有重要应用，可以通过改变PWM 信号的脉冲宽度来控制LED灯的亮度。
这种方式相对于传统的电阻调光，具有更高的效率和更精确的调节范围。
3. 电源管理：PWM技术在电源管理中也扮演着重要角色。
通过PWM控制器可以实现高效、稳定的电源输出，弥补传统的线性稳压电路的不足。
4. 音频放大：PWM技术也常被应用于音频系统中。
通过控制PWM脉冲的宽度和频率，可以达到高保真度的音频放大效果。
四、PWM的优点与局限性1. 优点：- 精确控制：通过改变脉冲宽度和周期，可以实现对输出信号的精确控制，使其满足特定要求。
pwm控制器电路原理
PWM控制器电路原理详解什么是PWM控制器？PWM（Pulse Width Modulation，脉宽调制）控制器是一种通过控制信号的脉宽来控制电路的开关状态的电子设备。
它可以将一个模拟信号转换为一个数字信号，并通过调整数字信号的脉宽来控制输出电路的平均电压或电流。
PWM控制器主要由一个比较器、一个计时器和一个输出驱动器组成。
比较器用于比较输入信号和计时器的计数值，计时器用于生成一个可调节的周期性信号，输出驱动器则根据比较器的结果来控制输出信号的状态。
PWM控制器的工作原理PWM控制器的工作原理基于脉宽调制技术，通过调整信号的脉宽来控制电路的输出。
其基本原理如下：1.计时器产生周期性信号：PWM控制器中的计时器会根据设定的参数，如频率和占空比，产生一个周期性的信号。
这个信号的周期决定了PWM信号的频率，而占空比则决定了PWM信号的高电平时间与周期时间的比例。
2.输入信号与计时器进行比较：PWM控制器会将输入信号与计时器的计数值进行比较。
计数值与设定的占空比相关，当计数值小于输入信号时，输出信号为高电平，否则为低电平。
3.输出驱动器控制输出信号：根据比较器的结果，输出驱动器会控制输出信号的状态。
当比较器判定输入信号大于计数值时，输出驱动器会将输出信号置为高电平；反之，输出信号则为低电平。
4.通过滤波器平滑输出信号：PWM输出信号通常需要通过一个低通滤波器进行平滑处理，以去除高频成分，得到平均电压或电流。
PWM控制器的优点和应用PWM控制器具有以下优点：1.高效性：PWM控制器通过对电路的开关状态进行调整，可以实现高效的能量转换。
由于开关状态只有两种，能量损耗较小，效率较高。
2.精确性：PWM控制器可以通过调整脉宽来精确地控制输出电路的平均电压或电流。
通过改变脉宽，可以实现对输出信号的精确控制。
3.灵活性：PWM控制器可以根据需要调整频率和占空比，以适应不同的应用场景。
频率可以控制输出信号的响应速度，占空比可以调整输出信号的幅值。
pwm控制电路设计
PWM（Pulse Width Modulation，脉宽调制）是一种常用的电子控制技术，通过改变信号的脉冲宽度来控制电路的输出功率。
下面是PWM控制电路的设计步骤：
1. 确定控制信号的频率：PWM信号的频率决定了控制电路的响应速度和输出精度。
一般情况下，PWM信号的频率在几十kHz到几百kHz之间。
2. 确定控制信号的占空比：占空比是指PWM信号中高电平的时间占整个周期的比例。
占空比决定了输出电路的平均功率。
一般情况下，占空比在0%到100%之间。
3. 选择PWM控制器：PWM控制器是用来生成PWM信号的电路。
常见的PWM控制器有555定时器、微控制器等。
根据具体的应用需求选择合适的PWM控制器。
4. 设计PWM输出电路：根据PWM控制器的输出信号，设计相应的输出电路。
输出电路可以是MOSFET、三极管等，用来控制负载的通断。
5. 调试和优化：完成PWM控制电路的设计后，进行调试和优化。
通过观察输出波形和测量输出功率，调整控制信号的
频率和占空比，以达到期望的控制效果。
需要注意的是，PWM控制电路设计需要根据具体的应用需求进行调整和优化。
以上是一个基本的设计流程，具体的设计细节还需要根据具体情况进行进一步研究和实践。
PWM脉宽调制变频电路
PWM脉宽调制变频电路
在图4-2b、c两种电路结构中，因采用不可控整流 器，功率因数高。而在图4-2a电路中，由于采用可控 整流，输出电压有换相电压降产生，谐波的无功功率 使得输入端功率因数降低。在图4-2a、b两种电路结构 中，独立的调压调频环节使之容易分开调试，但系统 的动态反应慢。图4-2c所示的电路结构则具有动态响 应快，功率因数高的特点。
PWM脉宽调制变频电路
变频器的分类与交—直—交变频器 的结构框图。图4-1a所示的交—交变频器在结构上没有 明显的中间滤波环节，来自电网的交流电被直接变换为 电压、频率均可调的交流电，所以称为直接变频器。而 图4-1b所示的交—直—交变频器有明显的中间滤波环节， 其工作时首先把来自电网的交流电变换为直流电，经过 中间滤波环节之后，再通过逆变器变换为电压、频率均 可调的交流电，故又称为间接变频器。
图4-10 分段同步调制
PWM脉宽调制变频电路
4.1.2 SPWM波形的开关点算法
在SPWM系统中，通常是利用三角载波与正弦参 考波进行比较以确定逆变器功率器件的开关时刻， 从而控制逆变器输出可调正弦波形。这一功能可由 模拟电子电路、数字电子电路、专用的大规模集成 电路等装置来实现，也可由计算机编程实现。SPWM 系统开关点的算法，主要分为两类：一是采样法， 二是最佳法。
形成不可调的直流电压Ud。而逆变环节则以六只功率开关
器件和辅助元件构成，这些开关器件可以选用功率晶体管 GTR，功率场效应晶体管MOSFET，绝缘门极晶体管IGBT等。 控制逆变器中的功率开关器件按一定规律导通或断开，逆 变器的输出侧即可获得一系列恒幅调宽的输出交流电压， 该电压为可调频、可调压的交流电——VVVF。
PWM脉宽调制变频电路
4.1.1 PWM脉宽调制原理
PWM控制电路的基本构成与工作原理
PWM控制电路的基本构成与工作原理PWM（Pulse Width Modulation，脉宽调制）控制电路是一种常见的电路，用于控制电信号的占空比，进而控制电路的输出功率，常用于调光、调速、电机驱动等应用领域。
本文将从基本构成和工作原理两个方面详细介绍PWM控制电路。
一、基本构成比较器是PWM控制电路的核心部件之一，其作用是将参考信号与待控信号进行比较，产生一个变化的PWM信号输出。
比较器一般由运算放大器组成，常见的有自激振荡比较器、电压比较器等。
2.产生脉冲的器件产生脉冲信号的器件根据具体应用不同可以有多种选择，常见的有555定时器、微控制器、FPGA等。
这些器件可根据输入的控制信号产生不同占空比的脉冲信号，供比较器进行比较。
3. 电阻电容网络（RC Network）电阻电容网络一般用于滤波，去除脉冲信号中的高频成分，使得PWM信号更平稳。
其具体电路结构根据具体应用而定。
二、工作原理1.参考信号的生成2.脉冲信号的产生与宽度控制脉冲信号是通过产生脉冲的器件产生，其周期由电路中的电容和电阻决定，频率可调。
产生脉冲的器件将参考信号与产生的脉冲信号进行比较，根据比较结果决定脉冲的宽度。
比较器根据输入信号的高低电平判断输出脉冲宽度。
3.输出信号的放大与调节PWM信号经过比较器产生之后，经过输出级进行放大，以驱动实际负载。
输出级一般由功率放大器构成，可根据具体应用选择不同类型的放大器。
放大器会将PWM信号的占空比进行放大，控制负载的输出功率。
在PWM控制电路中，占空比是一个重要的参数，代表了脉冲信号高电平的时间与一个周期的比例。
占空比的大小决定了输出功率的大小。
当占空比为0时，输出功率为0；当占空比为100%时，输出功率最大。
总结：PWM控制电路通过比较参考信号与脉冲信号的高低电平，根据比较结果控制脉冲的宽度，在输出级放大并调节脉冲信号的占空比，从而实现对输出功率的调控。
PWM控制电路的基本构成包括比较器、产生脉冲的器件和电阻电容网络。
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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
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τ
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t
A
M
B
ED
ia
V2
ia,u
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。
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
B
ub3
V3
VD3
2 4 VD4
V4
ub1,ub4
O
τ
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t
ub2,ub3
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t
uAB
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t
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34
t
VD2 R15
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R16
R11
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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
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t
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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
D7
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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 R13aV1uo1源自R5∞R6
-
+ uP
+ N2
R7
VD1R14
b
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t
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T
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t
uP+uk+u0
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1 2
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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
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
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3 2
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ED
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1
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ia,u E ED
O
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τ
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t ia
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ia
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1
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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