PWM
關(guān)注創(chuàng)建者：兵荒馬亂 創(chuàng)建時(shí)間：2021-03-27
PWM的視頻教程
Altair 電機(jī)磁場(chǎng)分析與優(yōu)化基礎(chǔ)培訓(xùn)
10月30日 上午：FluxMotor 電機(jī)快速設(shè)計(jì)；電機(jī)快速測(cè)試分析計(jì)算 下午：Flux-FluxMotor 零部件 CAD 快速生成；Flux 電機(jī)網(wǎng)格劃分&物理設(shè)置 10月31日 上午：電機(jī)物理設(shè)置&后處理分析；電機(jī) HyperStudy DOE 分析流程 下午：電機(jī)恒轉(zhuǎn)速仿真分析；考慮 PWM 諧波影響
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PWM的實(shí)例教程
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整體效果如下：
呼吸燈
通過示波器看其中的一路PWM輸出的占空比也是隨時(shí)間變化；
PWM變化情況
總結(jié)
本文簡(jiǎn)單介紹了PWM的原理，以及如何產(chǎn)生PWM，可以通過鋸齒波作為載波和調(diào)制波經(jīng)過比較強(qiáng)，產(chǎn)生相應(yīng)的PWM輸出波形，最后結(jié)合STM32實(shí)現(xiàn)了一個(gè)呼吸燈的簡(jiǎn)單程序。
如，一個(gè)PWM的頻率是1000Hz，那么它的時(shí)鐘周期就是1ms，就是1000us，如果高電平出現(xiàn)的時(shí)間是200us，那么低電平的時(shí)間肯定是800us，那么占空比就是200：1000，也就是說PWM的占空比就是1:5。
2、分辨率
也就是占空比最小能達(dá)到多少，如8位的PWM，理論的分辨率就是1：255(單斜率)，16位的的PWM理論就是1:65535(單斜率)。
頻率就是這樣的，如16位的PWM，它的分辨率達(dá)到了1:65535，要達(dá)到這個(gè)分辨率，T/C就必須從0計(jì)數(shù)到65535才能達(dá)到，如果計(jì)數(shù)從0計(jì)到80之后又從0開始計(jì)到80.......，那么它的分辨率最小就是1:80了，但是，它也快了，也就是說PWM的輸出頻率高了。
3、雙斜率 / 單斜率
假設(shè)一個(gè)PWM從0計(jì)數(shù)到80，之后又從0計(jì)數(shù)到80....... 這個(gè)就是單斜率
假設(shè)一個(gè)PWM從0計(jì)數(shù)到80，之后是從80計(jì)數(shù)到0....... 這個(gè)就是雙斜率
可見，雙斜率的計(jì)數(shù)時(shí)間多了一倍，所以輸出的PWM頻率就慢了一半，但是分辨率卻是1：(80+80)=1:160，就是提高了一倍。
假設(shè)PWM是單斜率，設(shè)定最高計(jì)數(shù)是80，我們?cè)僭O(shè)定一個(gè)比較值是10，那么T/C從0計(jì)數(shù)到10時(shí)(這時(shí)計(jì)數(shù)器還是一直往上計(jì)數(shù)，直到計(jì)數(shù)到設(shè)定值80)，單片機(jī)就會(huì)根據(jù)你的設(shè)定，控制某個(gè)IO口在這個(gè)時(shí)候是輸出1還是輸出0還是端口取反，這樣，就是PWM的最基本的原理了。
展開 每個(gè)橋的上半橋和下半橋是是絕對(duì)不能同時(shí)導(dǎo)通的，但高速的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)在達(dá)到功率元件的控制極時(shí)，往往會(huì)由于各種各樣的原因產(chǎn)生延遲的效果，造成某個(gè)半橋元件在應(yīng)該關(guān)斷時(shí)沒有關(guān)斷，造成功率元件燒毀。
死區(qū)就是在上半橋關(guān)斷后，延遲一段時(shí)間再打開下半橋或在下半橋關(guān)斷后，延遲一段時(shí)間再打開上半橋，從而避免功率元件燒毀。這段延遲時(shí)間就是死區(qū)。（就是上、下半橋的元件都是關(guān)斷的）死區(qū)時(shí)間控制在通常的低端單片機(jī)所配備的PWM中是沒有的。
死區(qū)時(shí)間是PWM輸出時(shí)，為了使H橋或半H橋的上下管不會(huì)因?yàn)殚_關(guān)速度問題發(fā)生同時(shí)導(dǎo)通而設(shè)置的一個(gè)保護(hù)時(shí)段，所以在這個(gè)時(shí)間，上下管都不會(huì)有輸出，當(dāng)然會(huì)使波形輸出中斷，死區(qū)時(shí)間一般只占百分之幾的周期。
但是PWM波本身占空比小時(shí)，空出的部分要比死區(qū)還大，所以死區(qū)會(huì)影響輸出的紋波，但應(yīng)該不是起到?jīng)Q定性作用的。
02
DSP里的PWM死區(qū)
在整流逆變的過程中，同一相的上下橋不能同時(shí)導(dǎo)通,否則電源會(huì)短路，理論上DSP產(chǎn)生的PWM是不會(huì)同時(shí)通，但器件的原因PWM不可能是瞬時(shí)電平跳變的，總是梯形下降的，這樣會(huì)可能使上下橋直通，為此，設(shè)一個(gè)極短的時(shí)間，上下橋都關(guān)閉，再選擇性開通，避免了上下橋直通，實(shí)際控制中死區(qū)會(huì)導(dǎo)致控制性能變差。
PWM的上下橋臂的三極管是不能同時(shí)導(dǎo)通的。如果同時(shí)導(dǎo)通就會(huì)是電源兩端短路。所以，兩路觸發(fā)信號(hào)要在一段時(shí)間內(nèi)都是使三極管斷開的。這個(gè)區(qū)域就叫做“死區(qū)”。
PWM的占空比決定輸出到直流電機(jī)的平均電壓，PWM不是調(diào)節(jié)電流的。
展開 2.分辨率
也就是占空比最小能達(dá)到多少，如8位的PWM，理論的分辨率就是1：255(單斜率)，16位的的PWM理論就是1:65535(單斜率)。
頻率就是這樣的，如16位的PWM，它的分辨率達(dá)到了1:65535，要達(dá)到這個(gè)分辨率，T/C就必須從0計(jì)數(shù)到65535才能達(dá)到，如果計(jì)數(shù)從0計(jì)到80之后又從0開始計(jì)到80.......，那么它的分辨率最小就是1:80了，但是，它也快了，也就是說PWM的輸出頻率高了。
3.雙斜率 / 單斜率
假設(shè)一個(gè)PWM從0計(jì)數(shù)到80，之后又從0計(jì)數(shù)到80....... 這個(gè)就是單斜率
假設(shè)一個(gè)PWM從0計(jì)數(shù)到80，之后是從80計(jì)數(shù)到0....... 這個(gè)就是雙斜率
可見，雙斜率的計(jì)數(shù)時(shí)間多了一倍，所以輸出的PWM頻率就慢了一半，但是分辨率卻是1：(80+80)=1:160，就是提高了一倍。
假設(shè)PWM是單斜率，設(shè)定最高計(jì)數(shù)是80，我們?cè)僭O(shè)定一個(gè)比較值是10，那么T/C從0計(jì)數(shù)到10時(shí)(這時(shí)計(jì)數(shù)器還是一直往上計(jì)數(shù)，直到計(jì)數(shù)到設(shè)定值80)，單片機(jī)就會(huì)根據(jù)你的設(shè)定，控制某個(gè)IO口在這個(gè)時(shí)候是輸出1還是輸出0還是端口取反，這樣，就是PWM的最基本的原理了。
展開 PWM有著非常廣泛的應(yīng)用，比如直流電機(jī)的無極調(diào)速，開關(guān)電源、逆變器等等，個(gè)人認(rèn)為，要充分理解或掌握模擬電路、且有所突破，很有必要吃透這三個(gè)知識(shí)點(diǎn)：
PWM
電感
紋波
PWM是一種技術(shù)手段，PWM波是在這種技術(shù)手段控制下的脈沖波，如果你不理解是把握不住PWM波的！
如圖1所示，這種比喻很形象也很恰當(dāng)，希望對(duì)學(xué)習(xí)的朋友有所幫助與啟發(fā)。
圖1：形象的比喻
PWM全稱Pulse Width Modulation：脈沖寬度調(diào)制（簡(jiǎn)稱脈寬調(diào)制，通俗的講就是調(diào)節(jié)脈沖的寬度），是電子電力應(yīng)用中非常重要的一種控制技術(shù)，在理解TA之前我們先來了解幾個(gè)概念 。
展開 
PWM的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
PWM的最新內(nèi)容
除了控制功能外，軟件和電子設(shè)備還可為前照燈總成提供具有適當(dāng)電壓、脈寬調(diào)制（PWM）和質(zhì)量的電源。
前照燈總成
自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)的主體由前照燈總成本身組成?？刂葡到y(tǒng)會(huì)將旋轉(zhuǎn)方式、每個(gè)光源的亮度以及自適應(yīng)駕駛光束的亮區(qū)和暗區(qū)等信息告知該總成。最重要的是，前照燈總成包含光學(xué)光路徑。工程師利用廣泛的仿真和原型設(shè)計(jì)來優(yōu)化總成的光學(xué)特性。
芯片內(nèi)置上電復(fù)位（POR）與斷電檢測(cè)（BOD）? 嵌入式 LDO 穩(wěn)壓器
? 低功耗配置：- 活動(dòng)模式接收：40mA - 低電壓休眠模式：90 μA - 深度休眠模式：10 μA - 關(guān)機(jī)模式：0.5 μA 外設(shè)
? GPIO：QFN32封裝19個(gè)
? 1個(gè)SPI接口 ? 2個(gè)UART：1個(gè)支持Flash下載 ? 1個(gè)I2C ? 1個(gè)通用DMA控制器（GDMA）帶6通道 ? 6個(gè)32位 PWM
其核心在于?脈沖寬度調(diào)制（PWM）? 和?儲(chǔ)能濾波技術(shù)?，實(shí)現(xiàn)高效率（通常85%~95%）、小體積和輕重量。
工作要點(diǎn)：
開關(guān)動(dòng)作?：開關(guān)器件在?全開（飽和區(qū)）? 和?全關(guān)（截止區(qū)）? 之間高速切換，功耗極低，僅在瞬態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)有損耗。
能量存儲(chǔ)與釋放?：利用?電感?和?電容?儲(chǔ)存能量并在開關(guān)關(guān)斷時(shí)釋放，平滑輸出電壓。
低功耗電磁驅(qū)動(dòng)與PWM技術(shù)
比例閥的核心在于電磁線圈的響應(yīng)速度與能耗平衡，諾冠采用了新一代低功耗電磁設(shè)計(jì)，結(jié)合高頻脈寬調(diào)制（PWM）驅(qū)動(dòng)技術(shù)，該技術(shù)通過快速開關(guān)控制電流平均值，既保證了閥芯在高頻率下的微秒級(jí)響應(yīng)精度，又大幅降低了線圈的熱損耗和待機(jī)功耗，特別是在保持壓力階段，智能保持電流技術(shù)可將能耗降至傳統(tǒng)閥門的十分以下。
高壓比例閥有哪些常見的控制方法？14天前
PWM（脈寬調(diào)制）控制
PWM控制通過快速開關(guān)電源，利用占空比的變化來等效調(diào)節(jié)平均電流，從而控制閥芯位置。
優(yōu)勢(shì)：這種方式通常由專用的電子驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部處理，能有效減少線圈發(fā)熱，提高能源效率，并在某些特定設(shè)計(jì)中提供極快的響應(yīng)速度。
應(yīng)用場(chǎng)景：常見于對(duì)能耗敏感或需要高頻響應(yīng)的動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)中。
4.
傳統(tǒng)方案依賴軟件后期處理去除光源頻閃條紋，效果有限且增加主控負(fù)擔(dān)，而旺泓推出的WH7625六通道數(shù)字顏色傳感器內(nèi)置獨(dú)立閃爍檢測(cè)引擎可實(shí)現(xiàn)：
1、自動(dòng)識(shí)別50Hz / 60Hz市電引起的100Hz/120Hz頻閃，狀態(tài)標(biāo)志直接讀取
2、檢測(cè)范圍50Hz ~ 1kHz，覆蓋熒光燈、PWM調(diào)光LED等常見光源
3、幫助攝像頭/監(jiān)控設(shè)備實(shí)時(shí)消除畫面條紋（banding）效應(yīng)，提升成像品質(zhì)
I
開關(guān)電源轉(zhuǎn)換：采用?高頻開關(guān)技術(shù)?（如PWM控制），通過MOSFET等開關(guān)器件快速通斷，將高壓直流電轉(zhuǎn)換為適合LED的低壓直流電。
恒流控制：電流采樣電阻?實(shí)時(shí)檢測(cè)輸出電流?？刂菩酒瑢⒉蓸又蹬c預(yù)設(shè)基準(zhǔn)比較，通過調(diào)節(jié)?開關(guān)管的脈沖寬度（PWM）或頻率?，動(dòng)態(tài)維持輸出電流恒定?。LED需恒流驅(qū)動(dòng)，因其V/I特性陡峭且具負(fù)溫度系數(shù)，微小電壓波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致電流大幅變化，甚至燒毀?。
提升閥：https://www.norgren.com.cn/3704.html
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能效的直接體現(xiàn)：低功耗與按需供能
節(jié)能最直觀的標(biāo)準(zhǔn)，是產(chǎn)品在運(yùn)行過程中的實(shí)際能耗，這主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：
首先是低功耗設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)閥門的電磁線圈在待機(jī)或保持狀態(tài)下會(huì)持續(xù)消耗大量電能，并產(chǎn)生不必要的熱量，而諾冠的新一代提升閥采用了優(yōu)化的低功耗電磁驅(qū)動(dòng)技術(shù)，結(jié)合高頻脈寬調(diào)制（PWM
ADC
調(diào)試模式:Serial Wire Debug(SWD)
具備中斷能力的22個(gè)I/O端口
連接：2 UARTs、1個(gè)SPI主接口，1個(gè)SPI從接口、SDIO接口:
-OTG 2.0全速OTG PHY控制器
-IR (NEC)解碼器
固件保護(hù)和升級(jí):
-48位唯一ID
-flash代碼加密機(jī)制
-固件可以通過SD盤或u盤進(jìn)行更新
計(jì)時(shí)器：3定時(shí)器、7 pwm
通過電機(jī)繞組的電流由一個(gè)固定的PWM周期來調(diào)節(jié)，PWM周期由連接到CR引腳的電阻和電容器決定。當(dāng)H橋通電時(shí)，電機(jī)的電流上升和電流上升速率由直流電壓和電感繞組共同決定。一旦電流達(dá)到設(shè)定的斬波器閾值，關(guān)閉h橋，以防止電流進(jìn)一步上升，直到下一個(gè)PWM循環(huán)開始。
