PWM原理
關注創建者：凡億PCB 創建時間：2021-07-15
PWM原理的實例教程
經常使用的直流電機原理就是電生磁：通電導線會產生磁場。
也就是電磁感應 旋轉磁場帶動轉子轉動。
電動機是由定子和轉子組成，一個產生旋轉磁場，一個為磁極，電機的轉子(軸承)就轉起來了。
這便實現了電能->磁能->機械能的轉換。
下面這個圖可以更直觀的理解：
PWM原理
關于PWM的原理請參照這篇文章：PWM原理及其應用。
通過上文大概知道，通過PWM控制電機速度，實際上是控制供電電流的大小來實現。
通電導線在磁場中受到的力稱為安培力，而安培力的公式：F=BIL。
其中，F是受力大小，I是電流大小，L是導線長度。在其他條件不變的情況下，控制其通過的電流即控制安培力的大小。
電機的電阻R 是基本不變的，那么電流 I = U/R，F= BLU/R。
在R B L不變的情況，控制安培力的大小，本質就是修改供電電壓的大小。
我們也就知道，控制電機轉速的本質就是給電機供不同的供電電壓，電壓越大，電機轉速越快。
而PWM的本質就是脈寬調制，通過輸出不同的占空比，從而將直流電壓轉換成不同電壓值的模擬信號。
展開 PWM原理
以單片機為例，我們知道，單片機的IO口輸出的是數字信號，IO口只能輸出高電平和低電平，假設高電平為5V 低電平則為0V 那么我們要輸出不同的模擬電壓，就要用到PWM，通過改變IO口輸出的方波的占空比從而獲得使用數字信號模擬成的模擬電壓信號。
我們知道，電壓是以一種連接1或斷開0的重復脈沖序列被夾到模擬負載上去的（例如LED燈，直流電機等），連接即是直流供電輸出，斷開即是直流供電斷開。通過對連接和斷開時間的控制，理論上來講，可以輸出任意不大于最大電壓值（即0~5V之間任意大小）的模擬電壓。
比方說 占空比為50% 那就是高電平時間一半，低電平時間一半，在一定的頻率下，就可以得到模擬的2.5V輸出電壓 那么75%的占空比 得到的電壓就是3.75V。
pwm的調節作用來源于對“占周期”的寬度控制，“占周期”變寬，輸出的能量就會提高，通過阻容變換電路所得到的平均電壓值也會上升，“占周期”變窄，輸出的電壓信號的電壓平均值就會降低，通過阻容變換電路所得到的平均電壓值也會下降。
也就是，在一定的頻率下，通過不同的占空比 即可得到不同的輸出模擬電壓。
pwm就是通過這種原理實現D/A轉換的。
總結：PWM就是在合適的信號頻率下，通過一個周期里改變占空比的方式來改變輸出的有效電壓。
PWM頻率越大，相應越快，PWM輸出呼吸燈，那么，PWM信號的實際作用是什么呢？我們以經常使用的呼吸燈舉例：一般人眼睛對于80Hz 以上刷新頻率則完全沒有閃爍感。
展開 PWM原理
以單片機為例，我們知道，單片機的IO口輸出的是數字信號，IO口只能輸出高電平和低電平，假設高電平為5V 低電平則為0V 那么我們要輸出不同的模擬電壓，就要用到PWM，通過改變IO口輸出的方波的占空比從而獲得使用數字信號模擬成的模擬電壓信號。
我們知道，電壓是以一種連接1或斷開0的重復脈沖序列被夾到模擬負載上去的（例如LED燈，直流電機等），連接即是直流供電輸出，斷開即是直流供電斷開。通過對連接和斷開時間的控制，理論上來講，可以輸出任意不大于最大電壓值（即0~5V之間任意大小）的模擬電壓。
比方說 占空比為50% 那就是高電平時間一半，低電平時間一半，在一定的頻率下，就可以得到模擬的2.5V輸出電壓 那么75%的占空比 得到的電壓就是3.75V。
pwm的調節作用來源于對“占周期”的寬度控制，“占周期”變寬，輸出的能量就會提高，通過阻容變換電路所得到的平均電壓值也會上升，“占周期”變窄，輸出的電壓信號的電壓平均值就會降低，通過阻容變換電路所得到的平均電壓值也會下降。
也就是，在一定的頻率下，通過不同的占空比 即可得到不同的輸出模擬電壓。
pwm就是通過這種原理實現D/A轉換的。
總結：PWM就是在合適的信號頻率下，通過一個周期里改變占空比的方式來改變輸出的有效電壓。
PWM頻率越大，相應越快，PWM輸出呼吸燈，那么，PWM信號的實際作用是什么呢？我們以經常使用的呼吸燈舉例：一般人眼睛對于80Hz 以上刷新頻率則完全沒有閃爍感。
展開 }
}
}
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間變化；
PWM變化情況
總結
本文簡單介紹了PWM的原理，以及如何產生PWM，可以通過鋸齒波作為載波和調制波經過比較強，產生相應的PWM輸出波形，最后結合STM32實現了一個呼吸燈的簡單程序。
PWM（Pulse Width Modulation，脈寬調制）接口是一種通過調節信號的脈沖寬度來控制功率傳遞的技術。它被廣泛應用于各種電子設備中，尤其是在控制電動機、調節亮度、音頻輸出、信號處理等方面。
PWM的基本原理是通過改變信號的占空比來調節輸出信號的有效功率。具體來說，PWM信號是一種數字信號，它在一個固定的周期內以某一頻率進行高低電平的切換。這個切換的比例（高電平時間占整個周期的比例）就是所謂的占空比。
工采網代理的SS8837T是一款專為有刷直流電機開發H橋驅動器,同時可兼顧步進電機的驅動需求，可驅動一個直流電機或螺線管等，適用于工業自動化設備、一體化步進電機、按摩椅、智能家居等領域。以前方案很多采用TI的DRV8837或其他昂貴型號做直流電機驅動，隨著中美貿易戰以及產品價格平民化普及，很多大廠在做國產化替代設計方案；而國產SS883T可pin to pin兼容替代TI-DRV8837、拓爾微-TMI8230、禾潤-HTD9202、艾為-AW8637、矽塔-SA8310。
此器件能夠驅動一個直流電機或諸如螺線管的器件。其導通電阻：高側+低側(HS + LS) 260mΩ。輸出由N溝道功率MOSFET組成的H橋電路，以驅動電機繞組。內部電荷泵生成所需的柵極驅動電壓。
SS8837T提供了一體化的電機驅動器解決方案，能夠驅動直流電機或螺線管等設備，輸出電流達到1.8A,適用于0至12V之間的電機電源電壓，及1.8V至12V范圍內的器件電源電壓;此外，還增加了欠壓鎖定、過流保護、短路保護和過熱保護的內部關斷功能，以確保設備的安全運行。
展開 
PWM原理的最新內容
PWM的基本原理是通過改變信號的占空比來調節輸出信號的有效功率。具體來說，PWM信號是一種數字信號，它在一個固定的周期內以某一頻率進行高低電平的切換。這個切換的比例（高電平時間占整個周期的比例）就是所謂的占空比。
02
PWM控制原理
對于永磁同步電機噪音，通用的來講可以分為低頻、中頻以及高頻階段，對于低頻噪聲往往與電機機械因素有關，中頻噪聲和電機本體結構電磁特征有關，而高頻噪音大都和變頻器控制器相關，最突出的是PWM開關頻率的電磁噪聲。
02
PWM控制原理
對于永磁同步電機噪音，通用的來講可以分為低頻、中頻以及高頻階段，對于低頻噪聲往往與電機機械因素有關，中頻噪聲和電機本體結構電磁特征有關，而高頻噪音大都和變頻器控制器相關，最突出的是PWM開關頻率的電磁噪聲。
采用PWM原理，MOS管工作產生變化波形后通過變壓器變換電壓，再整流輸出。交流電轉換成直流電被稱為整流，直流電轉換成交流電被稱為逆變。
廣泛適用于空調、家庭影院、電動砂輪、電動工具、縫紉機、DVD、VCD、電腦、電視、洗衣機、抽油煙機、冰箱，錄像機、按摩器、風扇、照明等。在國外因汽車的普及率較高外出工作或外出旅游即可用逆變器連接蓄電池帶動電器及各種工具工作。
分類
程序實現
總結
基本原理
PWM的全稱是脈沖寬度調制（Pulse-width modulation），是通過將有效的電信號分散成離散形式從而來降低電信號所傳遞的平均功率的一種方式；
所以根據面積等效法則，可以通過對改變脈沖的時間寬度，來等效的獲得所需要合成的相應幅值和頻率的波形；
具體如下圖所示；
由上圖可知，脈沖寬度調制使用一個脈沖寬度會被調制的方波
下面這個圖可以更直觀的理解：
PWM原理
關于PWM的原理請參照這篇文章：PWM原理及其應用。
通過上文大概知道，通過PWM控制電機速度，實際上是控制供電電流的大小來實現。
通電導線在磁場中受到的力稱為安培力，而安培力的公式：F=BIL。
其中，F是受力大小，I是電流大小，L是導線長度。
PWM原理
以單片機為例，我們知道，單片機的IO口輸出的是數字信號，IO口只能輸出高電平和低電平，假設高電平為5V 低電平則為0V 那么我們要輸出不同的模擬電壓，就要用到PWM，通過改變IO口輸出的方波的占空比從而獲得使用數字信號模擬成的模擬電壓信號。
PWM原理
以單片機為例，我們知道，單片機的IO口輸出的是數字信號，IO口只能輸出高電平和低電平，假設高電平為5V 低電平則為0V 那么我們要輸出不同的模擬電壓，就要用到PWM，通過改變IO口輸出的方波的占空比從而獲得使用數字信號模擬成的模擬電壓信號。
該方案利用FPGA控制速度快、可靠性強等特點，利用等步距細分原理和PWM控制技術，設計出了高靈活性、可人機交互、分辨率高的步進電機控制系統。驗證結果表明，該控制系統實現了步進電機等步距角的16級細分，并通過人機交互實現了任意改變各相順序的主要技術指標，控制精度高，可靠性強。從而證實了該方案的可行性。
【免責聲明】文章為轉載，版權歸原作者所有。
