pwm控制原理及方法（简单易懂地学习PWM控制）

pwm控制原理及方法（简单易懂地学习PWM控制）把图2（a）的正弦半波分成N等份，这样就可以把正弦半波看作是由N个彼此相连的脉冲序列所组成的波形。这些脉冲宽度都相等，都等于Π/N 但幅值不等，且脉冲顶部不是水平直线，而是曲线，各脉冲的幅值按正弦规律变化。如果把脉冲序列利用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦部分面积（冲量）相等，就可以得到图2（b）所示的脉冲序列。这就是PWM波形。可以看出各脉冲的幅值相等，而宽度按正弦规律变化。根据面积等效原理，PWM波形和正弦半波是等效的。对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM波形。像这种脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形，也称SPWM（Sinusoidal PWM）波形。正弦半波下面我们看一下用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波。图2 PWM代替正弦半波

• 什么是PWM控制

PWM（Pulse Width Modulation）控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要的波形（包括形状和幅值）。

• PWM控制的基本原理

  在这之前我们先看一下在采样控制理论中的一个重要的结论：冲凉相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上，其效果基本相同。冲量即指窄脉冲的面积。这里所说的效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。如果把各输出波形用傅里叶变换分析，则其低频段非常接近，仅在高频段略有差异。例如下图1中所示的三个窄脉冲形状不同，其中图1（a）为矩形脉冲，图1（b）为三角形脉冲，图1（c）为正弦半波脉冲，但它们的面积（即冲量）都等于1，这时，当它们分别加在具有惯性的同一个环节上时，其输出响应基本相同。当窄脉冲变为图1（d）的单位脉冲函数时，环节的响应即为该环节的脉冲过渡函数。

正弦半波

下面我们看一下用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波。

图2 PWM代替正弦半波

把图2（a）的正弦半波分成N等份，这样就可以把正弦半波看作是由N个彼此相连的脉冲序列所组成的波形。这些脉冲宽度都相等，都等于Π/N 但幅值不等，且脉冲顶部不是水平直线，而是曲线，各脉冲的幅值按正弦规律变化。如果把脉冲序列利用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦部分面积（冲量）相等，就可以得到图2（b）所示的脉冲序列。这就是PWM波形。可以看出各脉冲的幅值相等，而宽度按正弦规律变化。根据面积等效原理，PWM波形和正弦半波是等效的。对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM波形。像这种脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形，也称SPWM（Sinusoidal PWM）波形。