PWM控制技術

PWM（Pulse Width Modulation）控制技術就是對脈衝的寬度進行調製的技術，即通過對一系列脈衝的寬度進行調製，來等效的獲得所需要的波形（含形狀和幅值）。

面積等效原理是PWM技術的重要基礎理論。

一種典型的PWM控制波形SPWM：脈衝的寬度按正弦規律變化。而和正弦波等效的PWM波形稱為SPWM波。

基本介紹

• 中文名：PWM控制技術
• 外文名：Pulse Width Modulation
• 全稱：Pulse Width Modulation
• 本質：對脈衝的寬度進行調製的技術
• 基礎理論：面積等效原理

簡介

脈寬調製（PWM，Pulse Width Modulation）是利用微處理器的數字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術，廣泛套用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領域中。

PWM是一種對模擬信號電平進行數字編碼的方法。通過高解析度計數器的使用，方波的占空比被調製用來對一個具體模擬信號的電平進行編碼。

特點

開關電源一般都採用脈衝寬度調製（PWM）技術，其特點是頻率高、效率高、功率密度高、可靠性高。然而，由於其開關器件工作在高頻通斷狀態，高頻的快速瞬變過程本身就是一電磁騷擾（EMD）源，它產生的EMI信號有很寬的頻率範圍，又有一定的幅度。若把這種電源直接用於數字設備，則設備產生的EMI信號會變得更加強烈和複雜。

優點

PWM的一個優點是從處理器到被控系統信號都是數字形式的，在進行數模轉換。可將噪聲影響降到最低。

對噪聲抵抗能力的增強是PWM相對於模擬控制的另外一個優點，而且這也是在某些時候將PWM用於通信的主要原因。從模擬信號轉向PWM可以極大地延長通信距離。

由於PWM可以同時實現變頻變壓反抑制諧波的特點。由此在交流傳動及至其它能量變換系統中得到廣泛套用。PWM控制技術大致可以分為三類：

• 正弦PWM（包括電壓、電流或磁通的正弦為目標的各種PWM方案，多重PWM也應歸於此類）。
  正弦PWM已為人們所熟知。旨在改善輸出電壓、電流波形、降低電源系統諧波的多重PWM技術在大功率變頻器中有其獨特的優勢。
• 最佳化PWM
  最佳化PWM所追求的是實現電流諧波畸變率（THD）最小、電壓利用率最高、效率最優，及轉矩脈動最小以及其它特定最佳化目標。
• 隨機PWM

PWM控制方法

採樣控制理論中有一個重要結論：衝量相等而形狀不同的窄脈衝加在具有慣性的環節上時，其效果基本相同。PWM控制技術就是以該結論為理論基礎，對半導體開關器件的導通和關斷進行控制，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈衝，用這些脈衝來代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的規則對各脈衝的寬度進行調製，既可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可改變輸出頻率。