pwm电路，半桥开关电源电路图讲解

PWM电路的工作原理

脉宽调制(PWM)是通过调制一系列脉冲的宽度来等效地获得所需的波形(包括形状和幅度)。脉宽调制(PWM)是一种常用的控制方法。PWM是一种保持逆变器工作频率不变，即载波频率不变，但通过改变IGBT的导通时间或关断时间来改变占空比的调制方式。根据脉宽调制原理，将一个正弦半波分成若干等份，然后计算每个等份的正弦曲线与横轴t所围成的面积。在这个正弦曲线的底部，画一个相同的坐标，在这个新的坐标图中，用一个等高的矩形脉冲代替计算面积的每个相等部分。这个矩形脉冲的中点应该与正弦波上这个相等部分的中点重合。由几个等幅但不等宽的矩形脉冲组成的波形相当于正弦的半个周期。全体人员。参考变频驱动和应用。

PWM电路的原理

脉宽调制的基本原理脉宽调制(PWM)是一种非常有效的技术，它利用微处理器的数字输出来控制模拟电路。它广泛应用于从测量和通信到功率控制和转换的许多领域。模拟电路的模拟信号的值可以连续变化，其时间和幅度分辨率不受限制。9V电池是一种模拟设备，因为它的输出电压不完全等于9V，而是随时间变化，可以取任何实际值。类似地，从电池吸收的电流不限于一组可能的值。模拟信号和数字信号的区别在于，后者的值通常只属于预先确定的一组可能值，比如{0V，5V}。模拟电压和电流可直接用于控制，如汽车收音机的音量控制。在一个简单的模拟收音机中，音量旋钮与一个可变电阻相连。转动旋钮时，电阻值变大或变小；流经这个电阻的电流也随之增大或减小，从而改变驱动扬声器的电流值，使音量相应增大或减小。像收音机一样，模拟电路的输出与输入成线性比例。尽管模拟控制看起来直观简单，但它并不总是非常经济或可行的。有一点就是模拟电路容易随时间漂移，所以很难调整。能够解决这个问题的精密模拟电路可能会非常庞大、笨重(比如老式的家庭立体声设备)，而且价格昂贵。模拟电路也可能产生严重的热量，其功耗与工作元件两端的电压和电流的乘积成正比。模拟电路也可能对噪声敏感，任何扰动或噪声都一定会改变电流值。数字控制通过数字控制模拟电路，可以大大降低系统的成本和功耗。此外，许多微控制器和DSP已经在其芯片上包括PWM控制器，这使得数字控制的实现更容易。简而言之，PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过使用高分辨率计数器，方波的占空比被调制以编码特定模拟信号的电平。PWM信号仍然是数字的，因为在任何给定的时刻，全振幅DC电源要么完全打开，要么完全关闭。或者电压和电流源以开或关的重复脉冲序列施加到模拟负载。接通时间是DC电源加到负载上的时间，断开时间是电源断开的时间。只要带宽足够，任何模拟值都可以通过PWM进行编码。图1显示了三种不同的PWM信号。图1a示出了占空比为10%的PWM输出，也就是说，在信号周期中，10%的时间是导通的，其余90%的时间是关断的。图1b和1c分别显示了占空比为50%和90%的PWM输出。三个PWM输出代码是三个不同的模拟信号值，强度分别为满量程值的10%、50%和90%。例如，假设电源电压为9V，占空比为10%，则对应于幅度为0.9V的模拟信号。图2是一个可以通过PWM驱动的简单电路。在图中，9V电池用于给白炽灯泡供电。如果连接电池和灯泡的开关闭合50毫秒，灯泡将在此期间接受9V电源。如果开关在接下来的50毫秒内关闭，灯泡的电源将为0V。如果这个过程在1秒钟内重复10次，灯泡就会像接了4.5V电池(9V的50%)一样亮起来。在这种情况下，占空比为50%，调制频率为10Hz。大多数负载，无论是感性还是容性，都要求调制频率高于10Hz。想象一下，如果灯泡开了5秒，然后关了5秒，再开再关。占空比还是50%，但是灯泡会在前5秒点亮，后5秒熄灭。为了让灯泡达到4.5V电压的供电效果，开关周期相对于负载对开关状态变化的响应时间必须足够短。为了达到调光(但保持亮着)的效果，必须提高调制频率。其他PWM应用也有相同的要求。调制频率通常在1kHz到200kHz之间。

硬件许多微控制器包含PWM控制器。比如微芯片公司的PIC16C67就含有两个PWM控制器，每个控制器都可以选择导通时间和周期。占空比是导通时间与周期的比值；调制频率是周期的倒数。在PWM操作之前，该微处理器需要在软件中完成以下工作：*设置提供调制方波的片内定时器/计数器的周期*在PWM控制寄存器中设置导通时间*设置PWM输出的方向，这是一个通用I/O引脚*启动定时器*使能PWM控制器。虽然具体的PWM控制器在编程细节上会有所不同，但它们的基本思想通常是相同的。通信和控制PWM的一个优点是，从处理器到受控系统的信号都是数字形式的，没有数模转换。将信号保持在数字形式可以最小化噪声的影响。只有当噪声强到足以使逻辑1变为逻辑0或逻辑0变为逻辑1时，它才能影响数字信号。抗噪声能力的增强是PWM相对于模拟控制的另一个优势，也是PWM在某些情况下用于通信的主要原因。从模拟信号切换到PWM可以大大延长通信距离。在接收端，调制的高频方波可以通过适当的RC或LC网络滤除，信号可以恢复为模拟形式。PWM广泛应用于许多系统中。作为一个具体的例子，让我们检查一个由PWM控制的制动器。简单来说，刹车就是把东西夹紧的装置。许多制动器使用模拟输入信号来控制夹紧压力(或制动力)。施加到制动器上的电压或电流越大，制动器产生的压力就越大。PWM控制器的输出可以连接到电源和制动器之间的开关。要产生更大的制动力，只需通过软件增加PWM输出的占空比即可。如果要产生特定的制动压力，必须通过测量确定占空比和压力之间的数学关系(获得的公式或查找表可用于控制温度、表面磨损等)。).例如，假设制动器上的压力设置为100磅/平方英寸，软件将进行反向查找，以确定具有该幅度的压力的占空比应该是多少。然后将PWM占空比设置为这个新值，制动器可以做出相应的响应。如果系统中有传感器，则可以通过闭环控制来调整占空比，直到准确产生所需的压力。总之，PWM经济、节省空间、抗噪声，是一种值得工程师在许多设计应用中使用的有效技术。

什么是pwm整流电路，它和相控整流电路的工作原理和性能有何不同

PWM整流电路是由PWM控制方式和全控器件组成的整流电路。1.原理不同：1。PWM整流电路：将逆变电路中的SPWM控制技术应用到整流电路中，形成PWM整流电路。2.相控整流电路：通过控制从交流侧输入的相数来进行整流控制。2.不同表现：1。PWM整流电路：可以不同程度的解决传统整流电路存在的问题。通过控制PWM整流器电路，使其输入电流非常接近正弦波并与输入电压同相，功率因数约为1。2.相控整流电路：在该电路中，只要适当控制晶闸管触发开通瞬间的相角，就可以控制DC负载电压的平均值。扩展数据原理的结构：类似于SPWM逆变电路控制的输出电压，在PWM整流电路的交流输入端AB之间可以产生一个正弦波调制的PWM波uAB。uAB不仅包含与电源频率相同的基波分量，还包含与开关频率相关的高次谐波。由于电感器Ls的滤波效应，这些高次谐波电压将仅引起AC电流is的小脉动。如果忽略这种脉动，它就是一个与电源频率相同的正弦波。当交流电源电压us不变时，is的幅值和相位由uAB中基波分量的幅值及其与us的相位差决定。通过改变uAB中基波分量的幅度和相位，is和us可以同相。

什么是pwm整流电路

PWM整流电路是由PWM控制方式和全控器件组成的整流电路，可以不同程度地解决传统整流电路存在的问题。将逆变电路中的SPWM控制技术应用到整流电路中，形成PWM整流电路。通过控制PWM整流器电路，使其输入电流非常接近正弦波并与输入电压同相，功率因数约为1。因此，PWM整流电路也称为单位功率因数变换器。