在電力電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天,開關(guān)電源憑借高效、小型化、輕量化等優(yōu)勢(shì),廣泛應(yīng)用于通信、計(jì)算機(jī)、工業(yè)控制等領(lǐng)域。而三端 PWM 開關(guān)作為開關(guān)電源的核心控制部件,其性能直接影響著開關(guān)電源的整體表現(xiàn)。本文將深入探討三端 PWM 開關(guān)的結(jié)構(gòu)、工作原理以及它在開關(guān)電源中的具體應(yīng)用。
PWM(脈寬調(diào)制)調(diào)速系統(tǒng)是現(xiàn)代電機(jī)控制中廣泛采用的一種技術(shù),它通過改變脈沖信號(hào)的占空比,實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的精確控制。這種技術(shù)不僅具有調(diào)速范圍廣、精度高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn),而且能夠顯著降低電機(jī)運(yùn)行時(shí)的能耗和溫升,提高系統(tǒng)的整體性能。
PWM小負(fù)載情況下的效率相對(duì)較低,而PFM則存在其局限性,它所能支持的輸出電流較小,且電感的電流呈現(xiàn)線性上升趨勢(shì)。此外,PWM調(diào)制方式具有較小的紋波電壓,且其開關(guān)頻率保持穩(wěn)定,這使得噪聲濾波器的設(shè)計(jì)更為簡(jiǎn)單,同時(shí)也簡(jiǎn)化了噪聲的消除工作。因此,PWM調(diào)制方式在目前仍占據(jù)主流地位。
PWM(Pulse Width Modulation,脈沖寬度調(diào)制)是一種通過改變脈沖寬度來控制信號(hào)的技術(shù)?。PWM通過調(diào)節(jié)脈沖的寬度(即占空比),實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓或電流的精細(xì)控制,從而滿足各種應(yīng)用需求。
在我們之前的LED亮度控制項(xiàng)目的基礎(chǔ)上,我們現(xiàn)在將進(jìn)一步創(chuàng)建一個(gè)動(dòng)態(tài)的LED燈光秀。使用PWM和亮度的定時(shí)變化,我們將創(chuàng)建平滑的過渡,淡出和效果,使LED在視覺上引人入勝。讓我們讓LED煥發(fā)生機(jī)吧!
LED照明技術(shù)不斷演進(jìn),調(diào)光技術(shù)作為提升用戶體驗(yàn)、實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)的核心環(huán)節(jié),正經(jīng)歷著從傳統(tǒng)模擬控制向數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵階段。其中,PWM調(diào)光、模擬調(diào)光與0-10V調(diào)光作為主流技術(shù)路線,在應(yīng)用場(chǎng)景、性能表現(xiàn)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)層面呈現(xiàn)出顯著差異。本文將從技術(shù)原理、性能指標(biāo)、應(yīng)用場(chǎng)景及發(fā)展趨勢(shì)四個(gè)維度,對(duì)這三種調(diào)光技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)性對(duì)比分析。
由于PWM變換器具有功率因數(shù)高、可同時(shí)實(shí)現(xiàn)變頻變壓及抵制諧波的特點(diǎn),因此在交流傳動(dòng)及其他能量變換系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。
PWM控制技術(shù)就是對(duì)脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)。即通過對(duì)一系列的脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制,來等效地獲得所需要的波形。采樣控制理論中有一個(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。
電路中出現(xiàn)的死區(qū)是指輸入電壓在一定范圍內(nèi)時(shí)輸出電壓不變的現(xiàn)象。例如,在脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路中,當(dāng)輸入信號(hào)的幅值超過某一閾值時(shí),開關(guān)管就會(huì)打開,輸出信號(hào)的幅值就會(huì)隨之增加。但是,當(dāng)輸入信號(hào)幅值降至某一范圍內(nèi)時(shí),輸出信號(hào)的幅值保持不變,從而產(chǎn)生了死區(qū)。
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在現(xiàn)代電子系統(tǒng)和控制應(yīng)用中,脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)因其高效、精確的控制特性而被廣泛使用。PWM通過改變信號(hào)的高電平時(shí)間與低電平時(shí)間之比來控制輸出信號(hào)的電壓或功率,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)速度、燈光亮度、電源管理等設(shè)備的精確調(diào)節(jié)。然而,在許多情況下,單個(gè)微控制器(如STM32)自帶的PWM輸出端口數(shù)量可能無法滿足需求,這時(shí)就需要考慮如何擴(kuò)展PWM輸出端口。本文將探討幾種擴(kuò)展PWM輸出端口的方法,并討論其在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn)。
PWM是脈寬調(diào)制,在電力電子中,最常用的就是整流和逆變。這就需要用到整流橋和逆變橋。對(duì)三相電來說,就需要三個(gè)橋臂。以兩電平為例,每個(gè)橋臂上有兩個(gè)電力電子器件,比如IGBT。這兩個(gè)IGBT不能同時(shí)導(dǎo)通,否則就會(huì)出現(xiàn)短路的情況。因此,設(shè)計(jì)帶死區(qū)的PWM波可以防止上下兩個(gè)器件同時(shí)導(dǎo)通。也就是說,當(dāng)一個(gè)器件導(dǎo)通后關(guān)閉,再經(jīng)過一段死區(qū),這時(shí)才能讓另一個(gè)導(dǎo)通。
在AC/DC轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)篇,首先以“AC/DC PWM方式反激式轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)手法”為題,就隔離型反激式AC/DC轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)進(jìn)行了相關(guān)說明。
根據(jù)狀況區(qū)分使用PWM和PFM可進(jìn)一步提高效率,如高負(fù)載(使用電流)時(shí)使用周期恒定的PWM控制,輕負(fù)載(不使用電流)時(shí)使用周期變化的PFM控制。
與傳統(tǒng)PWM(脈寬調(diào)節(jié))變換器不同,LLC是一種通過控制開關(guān)頻率(頻率調(diào)節(jié))來實(shí)現(xiàn)輸出電壓恒定的諧振電路。它的優(yōu)點(diǎn)是:實(shí)現(xiàn)原邊兩個(gè)主MOS開關(guān)的零電壓開通(ZVS)和副邊整流二極管的零電流關(guān)斷(ZCS),通過軟開關(guān)技術(shù),可以降低電源的開關(guān)損耗,提高功率變換器的效率和功率密度。
開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制PWM控制IC和MOSFET構(gòu)成,控制開關(guān)管時(shí)間比率維持穩(wěn)定的輸出電壓。
pwm控制的基本原理隨著電力需求的不斷增加,電源管理技術(shù)愈加重要。開關(guān)電源作為一種高效能、可靠性高的電源,找到廣泛的應(yīng)用。
脈沖寬度調(diào)制PWM是通過將有效的電信號(hào)分散成離散形式從而來降低電信號(hào)所傳遞的平均功率的一種方式。
脈沖寬度調(diào)制 (PWM) 是數(shù)模轉(zhuǎn)換的絕佳基礎(chǔ)。它的優(yōu)點(diǎn)包括簡(jiǎn)單性和(理論上)完美的差分和積分線性。不幸的是,PWM 需要波紋濾波,這往往會(huì)使其速度變慢,尤其是在需要高分辨率(8 位以上)的情況下。
每種 PWM DAC 設(shè)計(jì)都需要模擬濾波,以將所需的 PWM 占空比比例直流分量與不需要的交流紋波分離。其中最簡(jiǎn)單的是基本 RC 低通濾波器,它給出峰峰值紋波幅度(最壞情況為 50% PWM 占空比,其中 T PWM = PWM 周期時(shí)間,假設(shè) RC > T PWM):