脉冲宽度控制pwm的工作原理

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1、脉冲宽度控制pwm的工作原理PWM（PulseWidthModulation）控制——脉冲宽度谓制技术，通过对-•系列脉冲的宽度进行训制，來霁效炮获得所需要波形（含形状和幅值〉。PWM控制技术在逆变电豁中应用於广.应用的逆变电路绝大部分是PWM型.PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的应用.才确定了它在电力电子技术中的重耍地位.理论基础：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有喷性的环节上时.其效果基木相同。冲说指窄脉冲的面枳c效果基本相同•足指环节的输出响应波形基本相同.低频段非常接近.仅在高频段賂

2、有差并.图1形状不同而冲童相同的各种窄脉沖面积等效原理：分别将如图丨所示的电压窄脉冲加在一阶惯性坏节（R丄电路）上.如图2a所示.集输出电流i（i）对不同窄脉冲时的响应波形如图2b所示“从波形可以若fib在i⑴的上升段.i⑴的形状也珞有不同，但其下降段则儿乎完全相I孔脉沖超窄，备i⑴响应波形的差异也越小.如果周期性地施加上述脉冲，则响应i⑴也是周期性的。用傅里叶级数分解后将可看出，齐i⑴在低硕段的特性将非常接近，仅在髙频段有所不同。b)a)图2冲量相同的各种窄脉冲的响应波形用一系列等侣不等宽的脉

3、冲来代勞一个正弦半波，正弦半波N導分，看成N个相连的脉冲序列.宽度相等，但他值不零；用矩形脉冲代芹，等幅，不尊宽,中点虫合.面积（冲址）相毎宽度按正弦规律变化•SPWM波开一脉冲宽度按止強鋭徉变化而和止戎波等效的PWM波形.a)图3用PWM波代替iE弦半波變改变铮奴输出正弦波嚼值.按冋一比例改变存脉冲宽度即可•PWM电流波：电流型逆变电路进行PWM控制.得到的就是PWM电流波"PWM波形可等效的各种波形：奁涼斩波电路：等效奁流波形SPWM波：誓效正弦波形.还可以等效成兀他所需波形.如帑效所需非正

4、弦交流波形彎，具呈木原理和SPWMm相冋.也垂于等效面积原理。PWM（脉冲宽度调制Puls已WidthModulation）煩理：味冲宽度调制波通常由一列占空比不同的矩形脉冲构成•其占空比与信号的瞬时采样值成比例•图丨所示为脉冲宽度调制系统的原理框图和波形图"该系统有一个比较曙和一个周期为Ts的锯齿波发生辭组成，语音信号如果大于锯齿波信号•比较器敘出正常数A,否则输出0。因此，从图1中可以君出，比较器輸出一列下降沿调创的脉冲宽度调创波&PWM(a)x(f)丄n用□□□□（b）图1脉冲宽度调制过程

5、（a）谣制原理图（b）调制的波形图通过图ib的分析可以看出，生成的矩形脉冲的宽度取决于脉冲卞降沿时刻tk时的语音信号幅度值。因而，采样值之间的时间间隔是非均匀的。在系统的输入端插入一个采样保持电路可以得到均匀的采样信号，但是对于实际中tk-kTs«Ts的情况，均匀采样和菲均匀采样雄异非帑小。如枭假定采样为均匀采样，第k个矩形脉冲可以表示为：兀=5[1+加兀3爲）],、足未调制宽度：川是调刮指数.在相邻脉冲间变化缓幔，则脉冲宽度凋制波Xp⑴可以我示为:其中.X{1}是离散化的语音信号:Ts足采样周

6、期:然而，如果对矩形脉冲作如下近似：脉冲幅度为A,中心在I二kTs处,A-T-92A——[l+wx(Z)]+V——sincosnd)5t%x-1羽其中.如｝=+朋x(f)]•无需作烦谱分析.由式（2）可以若出脉冲宽度佶号由语音倍号X⑴加上一个宜流成分以及相位调制波构成・当®7瞅相位螂部分引起桃号交迭可以碍因此昨宽昨制波可亦绅过低通滤波器进行解调.