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如何产生PWM波形及其应用

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:PWM信号是一系列的可变脉宽的脉冲序列,此脉冲的周期称为PWM载波周期,它的倒数称为PWM载波频率。PWM脉冲宽度可根据序列的期望值逐个改变。为了产生一个PWM信号,定时器需要重复按照PWM周期进行计数。比较寄存器用于保持调制值,比较寄存器中的值一直与定时器计数器的值相比较,当两个值匹配时,PWM输出产生跳变。因此导通上下桥臂的PWM须互不重叠。这6个特定的PWM输出引脚可用于控制三相交流电动机和直流无刷电动机等。

如何产生PWM波形及其应用

PWM信号是一系列的可变脉宽的脉冲序列,此脉冲的周期称为PWM载波周期,它的倒数称为PWM载波频率。PWM脉冲宽度可根据序列的期望值逐个改变。

电动机控制系统中,PWM信号用于控制功率开关器件的导通和关断,为电动机绕组提供期望的电流。电动机绕组相电流的频率和大小可以控制电动机的转速和转矩。这样加到电动机上的控制电压或电流是调制信号,而且此调制信号的频率一般要比PWM载波频率低。

为了产生一个PWM信号,定时器需要重复按照PWM周期进行计数。比较寄存器用于保持调制值,比较寄存器中的值一直与定时器计数器的值相比较,当两个值匹配时,PWM输出产生跳变。当两个值产生第二次匹配或一个定时器周期结束时,产生第二次输出跳变。通过这种方式就会产生一个高(或低)宽度与比较寄存器的值成比例的脉冲信号。在每个定时器周期中重复完成上述过程(调制值可在比较寄存器中改变),就产生了PWM信号。

当两个功率器件串联放在主电路中组成一个桥臂时,上下两个器件不能同时导通,否则会发生短路。因此导通上下桥臂的PWM须互不重叠。这就要求一个器件导通前,另外一个器件要完全关闭,所以需要一个延迟时间。延迟时间的大小由功率器件的开关特性以及在具体应用中的负载特征来决定,这种延时就是死区时间(Dead Band Time)。

在事件管理器模块中,3个比较单元的任何一个与通用定时器1(EVA)或通用定时器3(EVB)、比较单元、死区单元和输出逻辑结合就能产生一对死区和极性可编程的PWM输出。在每个EV模块中,有6个这种与3个比较单元相关的PWM输出引脚。这6个特定的PWM输出引脚可用于控制三相交流电动机和直流无刷电动机等。由比较动作控制寄存器(ACTRx,x=A、B)所控制的多种输出方式能方便地控制各种电动机。如果有需要,每个通用定时器自己的比较单元还可以产生一路PWM输出。

在EV模块中,比较单元可以产生非对称和对称PWM波形,另外3个比较单元结合使用,还可以产生三相对称空间矢量PWM输出。

使用比较单元以及相关电路产生PWM波形,需要对事件管理器的寄存器进行配置,步骤如下:(www.xing528.com)

1)设置和装载比较方式控制寄存器ACTRx(x=A、B)。

2)设置和装载寄存器DBTCONx(x=A、B)以设置死区功能。

3)初始化比较寄存器CMPRx(x=1~6)。

4)设置和装载比较控制寄存器COMCONx(x=A、B)。

5)设置和装载定时器控制寄存器T1CON(对EVA)或T3CON(对EVB),启动操作。

6)用计算的新值更新比较寄存器CMPRx。

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