单片机可以输出PWM信号,但是PWM信号的功率不足以直接驱动负载,必须通过控制功率器件来控制负载。
PWM信号控制负载是很常见的。
在工业控制行业中,PWM信号可用于调节电动机速度,逆变器和BLDC电动机驱动器等;在LED照明行业中,LED灯的亮度可以通过PWM控制。
被动蜂鸣器也可以通过PWM信号进行控制。
该设备发出简单的声音,并实现了功率继电器线圈的节能。
1 PWM信号控制负载的原理PWM是脉宽调制,具有两个非常重要的参数:频率和占空比。
频率和周期互为倒数,占空比是指周期中高电平的比例。
PWM信号用于根据需要调整占空比,以实现负载端子电压的线性变化。
下图显示了PWM信号的几个参数以及与占空比对应的平均电压。
2 PWM的典型应用是通过调整占空比来改变负载两端的电压,其场景如下:1)控制LED灯的明暗变化。
通过改变PWM信号的占空比,流过LED的电流可以不同。
实现LED亮度的逐步变化; 2)PWM信号用于节省继电器线圈中的能量。
对于功率继电器,所需的吸合力较大,流过线圈的电流较大,并且在稳定吸合后,无需处理这么大的电流吗?可以通过PWM改变线圈两端的电压,从而实现线圈的节能,这在节能中起着重要的作用。
下图显示了实现节能的PWM控制继电器的原理。
线圈开始通电时,首先输出约500ms的高电平常数,以使继电器稳定吸合,然后控制端子输出具有一定占空比的方波信号,以使平均电压跨接线圈减小了,但高于释放电压。
以达到节能的目的。
3 PWM信号用于实现电机速度调节。
PWM用于驱动电动机并调节电动机速度。
这是非常重要的内容。
例如,BLDC电机驱动和变频器速度调节都是通过PWM实现的。
当PWM调节有刷电机的速度时,通常使用H桥电路。
所谓的H桥电路是由四个电源开关(例如三极管,MOS管等)组成的电路。
每个桥臂的上管和下管不能同时打开,并且每次对角线都打开。
下图显示了PWM电动机正向旋转速度调节的模型。
电机正向PMW调速在上图中,打开了QB和QC管,打开了两个外部两个管,从而使QA处于平稳状态,并且通过PWM控制了QD,因此平均电压为电机的两端均可通过PWM进行调节。
改变流过电动机的电流以达到调节电动机速度的目的。
电机电流方向为:VCC→QA→电机→QD→GND。
电动机反向PMW速度调节电动机反向速度调节的原理与上述相同。
QA和AD管截止,QC处于常开状态,QB由PWM控制,通过控制PWM的占空比来实现电机反向调速的目的。
如下所示。
电机反向调速的电流方向:VCC→QC→电机→QB→GND。
PWM在电子工业中是非常重要的信号。
它被广泛使用并具有许多应用。
它应该引起初学者的注意。
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