脈沖寬度調制(PWM)是一種對模擬信號電平進行數字編碼的方法。通過高分辨率計數器的使用,方波的占空比被調制用來對一個具體模擬信號的電平進行編碼。PWM信號仍然是數字的,因為在給定的任何時刻,滿幅值的直流供電要么完全有(ON),要么完全無(OFF)。電壓或電流源是以一種通(ON)或斷(OFF)的重復脈沖序列被加到模擬負載上去的。通的時候即是直流供電被加到負載上的時候,斷的時候即是供電被斷開的時候。只要帶寬足夠,任何模擬值都可以使用PWM進行編碼。
多數負載(無論是電感性負載還是電容性負載)需要的調制頻率高于10Hz,通常調制頻率為1kHz到200kHz之間。
許多微控制器內部都包含有PWM控制器。例如,Microchip公司的PIC16C67內含兩個PWM控制器,每一個都可以選擇接通時間和周期。占空比是接通時間與周期之比;調制頻率為周期的倒數。執行PWM操作之前,這種微處理器要求在軟件中完成以下工作:
1、設置提供調制方波的片上定時器/計數器的周期
2、 在PWM控制寄存器中設置接通時間
3、設置PWM輸出的方向,這個輸出是一個通用I/O管腳
4、啟動定時器
5、使能PWM控制器
如今幾乎所有市售的單片機都有PWM模塊功能,若沒有(如早期的8051),也可以利用定時器及GPIO口來實現。更為一般的PWM模塊控制流程為(筆者使用過TI的2000系列,AVR的Mega系列,TI的LM系列):
1、使能相關的模塊(PWM模塊以及對應管腳的GPIO模塊)。
2、配置PWM模塊的功能,具體有:
①:設置PWM定時器周期,該參數決定PWM波形的頻率。
②:設置PWM定時器比較值,該參數決定PWM波形的占空比。
③:設置死區(deadband),為避免橋臂的直通需要設置死區,一般較高檔的單片機都有該功能。
④:設置故障處理情況,一般為故障是封鎖輸出,防止過流損壞功率管,故障一般有比較器或ADC或GPIO檢測。
⑤:設定同步功能,該功能在多橋臂,即多PWM模塊協調工作時尤為重要。
3、設置相應的中斷,編寫ISR,一般用于電壓電流采樣,計算下一個周期的占空比,更改占空比,這部分也會有PI控制的功能。
4、使能PWM波形發生。
簡介
脈寬調制PWM是開關型穩壓電源中的術語。這是按穩壓的控制方式分類的,除了PWM型,還有PFM型和PWM、PFM混合型。脈寬寬度調制式(PWM)開關型穩壓電路是在控制電路輸出頻率不變的情況下,通過電壓反饋調整其占空比,從而達到穩定輸出電壓的目的。