脉冲宽度调制（PWM）

利用PWM作为一种开关技术

脉冲宽度调制（PWM）是一种常用的技术，用于通常控制电气设备的直流电源，由现代电子电源开关实现实用。2021欧洲杯足球竞猜官方平台然而，它也在交流斩波者中找到它的位置。提供给负载的电流的平均值由其状态的开关位置和持续时间控制。如果与其关闭时段相比，开关的ON时段，则负载接收相对较高的功率。因此，PWM开关频率必须更快。

通常，切换必须在电灶中一分钟一分钟，灯光调光器120 Hz，从几千赫（KHz）到几十kHz进行电机驱动。用于音频放大器和计算机电源的开关频率约为10到数百次KHz。按时对脉冲的时间段的比率称为占空比。如果占空比低，则暗示低功率。

由于几乎可忽略的电流在设备的关闭状态下流动并且其关闭状态下降量可忽略量的电压降，因此电源损耗非常低。数字控制还使用PWM技术.PWM也已用于某些通信系统，其中其占空比已经用于通过通信信道传送信息。

PWM可用于调节输送到负载的总功率量，而当电力传输受电阻装置的限制时通常会产生通常发生的损耗。缺点是由占空比，开关频率和负载的性质定义的脉动。具有足够高的开关频率，并且在必要时，使用额外的被动电子滤波器可以平滑脉冲系，并且恢复平均模拟波形。使用半导体开关可以容易地实现高频PWM控制系统。

如上所述，开关在开或关状态下几乎没有功耗。然而，在开关状态之间的过渡过程中，电压和电流都是非零的，因此在开关中耗散了相当大的功率。幸运的是，与典型的开/关时间相比，完全打开和完全关闭状态之间的变化非常快(通常不到100纳秒)，因此即使使用高开关频率，与所提供的功率相比，平均功耗也相当低。

使用PWM以提供直流电源负载

大多数工业过程要求在驱动器速度的特定参数下运行。由于电气传动系统易于控制，因此在许多工业应用中对其性能、可靠性和变速要求较高。的直流电机的速度控制在精确和保护本质的应用中非常重要。电动机速度控制器的目的是采用表示所需速度的信号并以这种速度驱动电动机。

脉宽调制(PWM)应用于电机控制，是一种通过连续的脉冲传递能量的方式，而不是连续变化的(模拟)信号。通过增加或减少脉冲宽度，控制器调节能量流向电机轴。电机自身的电感就像一个滤波器，在“开启”周期中储存能量，同时以与输入或参考信号相对应的速率释放能量。换句话说，进入负载的能量不是在开关频率上，而是在参考频率上。

该电路用于控制速度直流电机通过使用PWM技术。系列变速直流电机控制器12V使用555定时器IC作为PWM脉冲发生器，以调节电机速度DC12伏。IC 555是用于制作定时器电路的流行定时器芯片。它是由1972年引入的标志。它被称为555，因为内部有三个5 k电阻。IC由两个比较器，电阻链，触发器和输出级组成。它适用于3个基本的模型，单稳态（在那里它起作用一个镜头脉冲发生器和双稳态模式。也就是说，当它触发时;基于定时电阻和电容器的值，输出变高。在该IC的QuistaIch模式（AMV）是一个自由运行的多谐振荡器。输出持续高且低，以使脉动输出作为振荡器。在诸如Schmitt触发的双稳态模式中，IC随着触发器运行每次触发和重置时高或低输出。

在该电路中，使用IRF540 MOSFET。这是n沟道增强MOSFET。它是一款先进的功率MOSFET设计，测试，并保证能够在崩溃雪崩操作模式下承受指定的能量水平。该功率MOSFET设计用于开关调节器，开关转换器，电机驱动器，继电器驱动器和用于高功率双极开关晶体管的驱动器，需要高速和低栅极驱动电源。这些类型可以直接从集成电路运行。可以根据驱动的直流电动机的需要调节该电路的工作电压。该电路可以从5-18VDC工作。

上面的电路i.。PWM的直流电机速度控制技术改变占空比，反过来控制电机的速度。ic555连接在不稳定模式自由运行多振动器。该电路由一个电位器和两个二极管组成，用来改变占空比并保持频率恒定。当可变电阻器或电位器的电阻变化时，施加于MOSFET的脉冲的占空比也随之变化，因此电动机的直流功率也随之变化，因此电动机的速度也随着占空比的增加而增加。

使用PWM来提供交流电源

现代半导体开关如MOSFET或绝缘栅双极晶体管（IGBT）是非常理想的部件。因此，可以构建高效控制器。通常用于控制交流电机的变频器具有优于98％的效率。由于低输出电压电平（需要为微处理器甚至小于2V而导致的开关电源具有较低的效率，但仍然可以实现70-80％的效率。

这种对AC的控制是可知的延迟点火角法。与现实的PWM控制相比，它更便宜并产生大量的电噪声和谐波，这些噪音可忽2021欧洲杯足球竞猜官方平台略不计的噪音。

在许多应用中，例如工业加热，照明控制，软启动感应电机和风扇和泵的速度控制器需要来自固定AC源的可变AC电压。调节器的相位角度控制已广泛用于这些要求。它提供了一些优点，例如在经济上控制大量功率的简单和能力。然而，延迟的触发角导致负载电流中的不连续性和丰富的谐波，并且当烧制角增加时，在AC侧发生滞后功率因数。

通过使用PWM交流斩波器可以提高这些问题。该PWM交流斩波器提供了几种优点，如靠近Unity功率因数的正弦输入电流。但是，为了降低滤波器尺寸并提高输出调节器的质量，应增加开关频率。这导致高开关损耗。另一个问题是传送开关S1与续流开关S2之间的换向。如果两个开关在同一时间（短路）上导通，则导致电流尖峰，如果两个开关关闭（无续流路径），则电压尖峰。为避免这些问题，使用RC缓冲器。然而，这增加了电路中的功率损耗，并且对于高功率应用是困难，昂贵，庞大的且效率低的效率。提出了具有零电流电压切换（ZCS-ZVS）的交流斩波器。其输出电压调节器需要改变由PWM信号控制的开关时间。 Thus, it is required to use frequency control to achieve the soft switching and the general control systems use the PWM techniques producing switching-on time. This technique has advantages such as simple control with sigma-delta modulation and continues input current. The features of the proposed circuit configuration and PWM chopped patterns are presented below.