控制方式就是對(duì)逆變電路開(kāi)關(guān)器件的通斷進(jìn)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(lái)代替正弦波或所需要的波形，也就是在輸出波形的半個(gè)周期中產(chǎn)生多個(gè)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(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。
脈沖寬度調(diào)制的簡(jiǎn)介
脈沖寬度調(diào)制是一種模擬控制方式，其根據(jù)相應(yīng)載荷的變化來(lái)調(diào)制晶體管基極或MOS管柵極的偏置，來(lái)實(shí)現(xiàn)晶體管或MOS管導(dǎo)通時(shí)間的改變，從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源輸出的改變，這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時(shí)保持恒定，是利用微處理器的數(shù)字信號(hào)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，脈沖寬度調(diào)制是利用微處理器的數(shù)字輸出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從測(cè)量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。
脈沖寬度調(diào)制的發(fā)展背景
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了多種脈沖寬度調(diào)制技術(shù)，其中包括：相電壓控制PWM、脈寬PWM法、隨機(jī)PWM、SPWM法、線電壓控制PWM等，而在鎳氫電池智能充電器中采用的脈寬PWM法，它是把每一脈沖寬度均相等的脈沖列作為PWM波形，通過(guò)改變脈沖列的周期可以調(diào)頻，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，可以通過(guò)調(diào)整PWM的周期、PWM的占空比而達(dá)到控制充電電流的目的。
脈沖寬度調(diào)制的特點(diǎn)
PWM的特點(diǎn)是從處理器到被控系統(tǒng)信號(hào)都是數(shù)字形式的，無(wú)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最小，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可以極大地延長(zhǎng)通信距離，在接收端，通過(guò)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。
控制方法
等脈寬PWM法
等脈寬PWM法是PWM法中最為簡(jiǎn)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(guò)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。
隨機(jī)PWM
在20世紀(jì)70年代開(kāi)始至20世紀(jì)80年代初，由于當(dāng)時(shí)大功率晶體管主要為雙極性達(dá)林頓三極管，載波頻率一般不超過(guò)5kHz，電機(jī)繞組的電磁噪音及諧波造成的振動(dòng)引起了人們的關(guān)注，為求得改善，隨機(jī)PWM方法應(yīng)運(yùn)而生。
SPWM法
SPWM法是一種比較成熟的，如今使用較廣泛的PWM法，前面提到的采樣控制理論中的一個(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)，其效果基本相同的。
線電壓控制PWM
前面所介紹的各種PWM控制方法用于三相逆變電路時(shí)，都是對(duì)三相輸出相電壓分別進(jìn)行控制的，使其輸出接近正弦波，但是，對(duì)于像三相異步電動(dòng)機(jī)這樣的三相無(wú)中線對(duì)稱負(fù)載，逆變器輸出不必追求相電壓接近正弦，而可著眼于使線電壓趨于正弦。
電流控制PWM
電流控制PWM的基本思想是把希望輸出的電流波形作為指令信號(hào)，把實(shí)際的電流波形作為反饋信號(hào)，通過(guò)兩者瞬時(shí)值的比較來(lái)決定各開(kāi)關(guān)器件的通斷，使實(shí)際輸出隨指令信號(hào)的改變而改變。
應(yīng)用領(lǐng)域
電信
在電信使用上，脈沖寬度調(diào)制是一種信號(hào)調(diào)制的形式，其脈沖波的寬度對(duì)應(yīng)到另一個(gè)特定資料會(huì)在傳送端被編碼，并于接收端解碼，不同長(zhǎng)度的脈沖波將會(huì)每隔固定的時(shí)間后被傳遞。
能量的傳遞
脈沖寬度調(diào)制可以被用來(lái)控制對(duì)于一個(gè)載流子能量傳遞的多寡，而不會(huì)產(chǎn)生由阻抗所造成的線性能量傳遞損失，此方法所需要付出的代價(jià)是，載流子所流失的能量并非一個(gè)常數(shù)且是不連續(xù)的，載流子上傳遞的能量也不是連續(xù)的。
PWM信號(hào)(脈沖寬度調(diào)制信號(hào))是一種特殊的信號(hào)形式，廣泛應(yīng)用于電子領(lǐng)域的多個(gè)方面 。以下是對(duì)PWM信號(hào)的詳細(xì)解析，旨在深入探討其含義、特點(diǎn)、應(yīng)用及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。
PWM，全稱為Pulse Width Modulation，即脈沖寬度調(diào)制。它是一種通過(guò)改變脈沖信號(hào)的寬度(占空比)來(lái)控制或模擬信號(hào)的方法。在PWM信號(hào)中，每個(gè)脈沖都由高電平和低電平組成，而脈沖的寬度(即高電平持續(xù)的時(shí)間)與整個(gè)周期的比值被稱為占空比。通過(guò)調(diào)整占空比，PWM信號(hào)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)模擬信號(hào)的近似或精確控制。
PWM信號(hào)的工作原理基于一個(gè)簡(jiǎn)單的思想：通過(guò)改變脈沖的寬度來(lái)控制電路中的平均電壓或電流。具體來(lái)說(shuō)，PWM信號(hào)生成器會(huì)根據(jù)輸入的控制信號(hào)(如模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào))來(lái)調(diào)整輸出PWM波形的占空比。當(dāng)PWM信號(hào)作用于電路中的元件(如電機(jī)、LED等)時(shí)，其平均電壓或電流將隨脈沖寬度的變化而變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的控制。
隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，PWM信號(hào)的應(yīng)用領(lǐng)域和實(shí)現(xiàn)方法也在不斷拓展和創(chuàng)新。以下是一些可能的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)：
綜上所述，PWM信號(hào)作為一種重要的信號(hào)控制技術(shù)，在電子領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用。通過(guò)不斷探索和創(chuàng)新，PWM信號(hào)的應(yīng)用領(lǐng)域和實(shí)現(xiàn)方法將得到進(jìn)一步拓展和完善，為現(xiàn)代電子系統(tǒng)的智能化、高效化和可靠化提供有力支持。
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