A16B-2201-0132
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如今幾乎所有市售的單片機(jī)都有PWM模塊功能,若沒有(如早期的8051),也可以利用定時(shí)器及GPIO口來實(shí)現(xiàn)。更為一般的PWM模塊控制流程為(筆者使用過TI的2000系列,AVR的Mega系列,TI的LM系列):
1、使能相關(guān)的模塊(PWM模塊以及對(duì)應(yīng)管腳的GPIO模塊)。
2、配置PWM模塊的功能,具體有:
①:設(shè)置PWM定時(shí)器周期,該參數(shù)決定PWM波形的頻率。
②:設(shè)置PWM定時(shí)器比較值,該參數(shù)決定PWM波形的占空比。
③:設(shè)置死區(qū)(deadband),為避免橋臂的直通需要設(shè)置死區(qū),一般較高檔的單片機(jī)都有該功能。
④:設(shè)置故障處理情況,一般為故障是輸出,防止過流損壞功率管,故障一般有比較器或ADC或GPIO檢測(cè)。
⑤:設(shè)定同步功能,該功能在多橋臂,即多PWM模塊協(xié)調(diào)工作時(shí)尤為重要。
3、設(shè)置相應(yīng)的,編寫ISR,一般用于電流采樣,計(jì)算下一個(gè)周期的占空比,更改占空比,這部分也會(huì)有PI控制的功能。
4、使能PWM波形發(fā)生。
簡介
脈寬調(diào)制PWM是開關(guān)型穩(wěn)電源的術(shù)語。的控制方式分類的,除了PWM型,還有PFM型和PWM、PFM混合型。脈寬寬度調(diào)制式(PWM)開關(guān)型穩(wěn)壓電路是在控制電路輸出頻率不變的情況下,通過電壓反饋調(diào)整其占空比,從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。
PWM軟件法控制充電電流
該方法的基本思想就是利用單片機(jī)具有的PWM端口,在不改變PWM方波周期的前提下,通過軟件的方法調(diào)整單片機(jī)的PWM控制寄存器來調(diào)整PWM的占空比,從而控制充電電流。該方法所要求的單片機(jī)必須具有ADC端口和PWM端口這兩個(gè)必須條件,另外ADC的位數(shù)盡量高,單片機(jī)的工作速度盡量快。在調(diào)整充電電流前,單片機(jī)先快速讀取充電電流的大小,然后把設(shè)定的充電電流與實(shí)際讀取到的充電電流進(jìn)行比較,若實(shí)際電流偏小則向增加充電電流的方向調(diào)整PWM的占空比;若實(shí)際電流偏大則向減小充電電流的方向調(diào)整PWM的占空比。在軟件PWM的調(diào)整過程中要注意ADC的讀數(shù)偏差和電源工作電壓等引入的紋波干擾,合理采用算術(shù)平均法等數(shù)字濾波技術(shù)。
PWM在推力調(diào)制的應(yīng)用
1962年,Nicklas等提出了脈沖調(diào)制理論,指出利用噴氣脈沖對(duì)航天器控制是簡單有效的控制方案,同時(shí)能使時(shí)間或能量達(dá)到控制。
脈寬調(diào)制發(fā)動(dòng)機(jī)控制方式是在每一個(gè)脈動(dòng)周期內(nèi),通過改變閥門在開或關(guān)位置上停留的時(shí)間來改變流經(jīng)閥門的氣體流量,從而改變總的推力效果,對(duì)于質(zhì)量流率不變的系統(tǒng),可以通過脈寬調(diào)制技術(shù)來獲得變推力的效果。
脈寬調(diào)制通常有兩種方法[15]:*種為整體脈寬調(diào)制,對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行控制器設(shè)計(jì),并根據(jù)控制要求的作用力大小,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)的數(shù)學(xué)解算變換,得出固定力輸出應(yīng)該持續(xù)作用的時(shí)間和開始作用時(shí)間;第二種為脈寬調(diào)制器,不考慮控制對(duì)象模型,而是根據(jù)輸入進(jìn)行“動(dòng)態(tài)衰減”性的累加,然后經(jīng)過某種算法變換后,決定輸出所持續(xù)的時(shí)間。這種方式非常簡單,也能達(dá)到輸出作用近似相同。
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脈寬調(diào)制控制技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)、技術(shù)比較成熟,俄羅斯已經(jīng)將其成功地應(yīng)用于遠(yuǎn)程火箭的角度穩(wěn)定系統(tǒng)控制中。但是當(dāng)調(diào)制量為零時(shí),正反向的控制作用相互抵消,控制效率明顯比變流率系統(tǒng)低。而且系統(tǒng)響應(yīng)有一定的滯后,其開關(guān)的頻率必須遠(yuǎn)大于KKV本身的固有頻率,否則不但起不到調(diào)制效果,甚至?xí)l(fā)生災(zāi)難性后果。
PWM的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是從處理器到被控系統(tǒng)信號(hào)都是數(shù)字形式的,無需進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。讓信號(hào)保持為數(shù)字形式可將噪聲影響降到zui小。噪聲只有在強(qiáng)到足以將邏輯1改變?yōu)檫壿?或?qū)⑦壿?改變?yōu)檫壿?時(shí),也才能對(duì)數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生影響。
對(duì)噪聲抵抗能力的增強(qiáng)是PWM相對(duì)于模擬控制的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn),而且這也是在某些時(shí)候?qū)WM用于通信的主要原因。從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)向PWM可以*地延長通信距離。在接收端,通過適當(dāng)?shù)腞C或LC網(wǎng)絡(luò)可以濾除調(diào)制高頻方波并將信號(hào)還原為模擬形式。
總之,PWM既經(jīng)濟(jì)、節(jié)約空間、抗噪性能強(qiáng),是一種值得廣大工程師在許多設(shè)計(jì)應(yīng)用中使用的有效技術(shù)。
采樣控制理論中有一個(gè)重要結(jié)論:沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí),其效果基本相同.PWM控制技術(shù)就是以該結(jié)論為理論基礎(chǔ),對(duì)半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷進(jìn)行控制,使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖,用這些脈沖來代替正弦波或其他所需要的波形.按一定的規(guī)則對(duì)各脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制,既可改變逆變電路輸出電壓的大小,也可改變輸出頻率.
PWM控制的基本原理很早就已經(jīng)提出,但是受電力電子器件發(fā)展水平的制約,在上世紀(jì)80年代以前一直未能實(shí)現(xiàn).直到進(jìn)入上世紀(jì)80年代,隨著全控型電力電子器件的出現(xiàn)和迅速發(fā)展,PWM控制技術(shù)才真正得到應(yīng)用.隨著電力電子技術(shù),微電子技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展以及各種新的理論方法,如現(xiàn)代控制理論,非線性系統(tǒng)控制思想的應(yīng)用,PWM控制技術(shù)獲得了*的發(fā)展.到目前為止,已出現(xiàn)了多種PWM控制技術(shù),根據(jù)PWM控制技術(shù)的特點(diǎn),到目前為止主要有以下8類方法.
VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)裝置在早期是采用PAM(Pulse Amplitude Modulation)控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的,其逆變器部分只能輸出頻率可調(diào)的方波電壓而不能調(diào)壓.等脈寬PWM法正是為了克服PAM法的這個(gè)缺點(diǎn)發(fā)展而來的,是PWM法中zui為簡單的一種.它是把每一脈沖的寬度均相等的脈沖列作為PWM波,通過改變其周期,達(dá)到調(diào)頻的效果。改變脈沖的寬度或占空比可以調(diào)壓,采用適當(dāng)控制方法即可使電壓與頻率協(xié)調(diào)變化. 相對(duì)于PAM法,該方法的優(yōu)點(diǎn)是簡化了電路結(jié)構(gòu),提高了輸入端的功率因數(shù),但同時(shí)也存在輸出電除基波外,還包含較大的諧波分量.
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A06B-6088-H226
A06B-6088-H226#H500
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A06B-6088-H245#H500
A06B-6088-H245#H501
A06B-6088-H307
A06B-6088-H330#H500
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A06B-6089-H101
A06B-6089-H102
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