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pwm與spwm的區別以及PWM的原理及優點

2020-04-25
來源:21ic中國電子網
關鍵詞: SPWM spwm原理 pwm原理

什么是pwm與spwm?他們有什么區別?pwm與spwm已經被廣泛的應用,但是很多人還不是很明白它們之間的區別,本文首先介紹的是pwm與spwm的區別,其次闡述了PWM的原理及優點,以及介紹了pwm原理" target="_blank">spwm原理是什么。

一、pwm與spwm的區別

1、區別一

PWM是英文Pulse Width ModulaTIon(脈沖寬度調制)縮寫,按一定規律改變脈沖序列的脈沖寬度,以調節輸出量和波形的一種調制方式。PAM是英文Pulse Amplitude ModulaTIon(脈沖幅度調制)縮寫,是按一定規律改變脈沖序列的脈沖幅度,以調節輸出量和波形的一種調制方式。


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2、區別二

PWM是脈沖寬度調制也是具有一定脈沖寬度的連續的方波組成。SPWM是在PWM的基礎上用正弦波來調制合成的具有正弦波規律變化的方波。SPWM原理正弦PWM的信號波為正弦波,是正弦波等效成一系列等幅不等寬的矩形脈沖波形,其脈沖寬度是由正弦波和三角波自然相交生成的。正弦波波形產生的方法有很多種,但較典型的主要有:對稱規則采樣法、不對稱規則采樣法和平均對稱規則采樣法三種。

第一種方法由于生成的PWM脈寬偏小,所以變頻器的輸出電壓達不到直流側電壓的倍;

第二種方法在一個載波周期里要采樣兩次正弦波,顯然輸出電壓高于前者,但對于微處理器來說,增加了數據處理量當載波頻率較高時,對微機的要求較高;

第三種方法應用最為廣泛的,它兼顧了前兩種方法的優點。

二、PWM

pwm簡介

PWM,即脈沖寬度調制,是英文“Pulse Width ModulaTIon”的縮寫,簡稱脈寬調制,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,廣泛應用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領域中。

pwm原理

隨著電子技術的發展,出現了多種PWM技術,其中包括:相電壓控制PWM、脈寬PWM法、隨機PWM、SPWM法、線電壓控制PWM等,而在鎳氫電池智能充電器中采用的脈寬PWM法,它是把每一脈沖寬度均相等的脈沖列作為PWM波形,通過改變脈沖列的周期可以調頻,改變脈沖的寬度或占空比可以調壓,采用適當控制方法即可使電壓與頻率協調變化。可以通過調整PWM的周期、PWM的占空比而達到控制充電電流的目的。

模擬信號的值可以連續變化,其時間和幅度的分辨率都沒有限制。9V電池是一種模擬器件,因為它的輸出電壓并不精確地等于9V,而是隨時間發生變化,并可取任何實數值。與此類似,從電池吸收的電流也不限定在一組可能的取值范圍之內。模擬信號與數字信號的區別在于后者的取值通常只能屬于預先確定的可能取值集合之內,例如在{0V, 5V}這一集合中取值。

模擬電壓和電流可直接用來進行控制,如對汽車收音機的音量進行控制。在簡單的模擬收音機中,音量旋鈕被連接到一個可變電阻。擰動旋鈕時,電阻值變大或變小;流經這個電阻的電流也隨之增加或減少,從而改變了驅動揚聲器的電流值,使音量相應變大或變小。與收音機一樣,模擬電路的輸出與輸入成線性比例。

盡管模擬控制看起來可能直觀而簡單,但它并不總是非常經濟或可行的。其中一點,模擬電路容易隨時間漂移,因而難以調節。能夠解決這個問題的精密模擬電路可能非常龐大、笨重(如老式的家庭立體聲設備)和昂貴。模擬電路還有可能嚴重發熱,其功耗相對于工作元件兩端電壓與電流的乘積成正比。模擬電路還可能對噪聲很敏感,任何擾動或噪聲都肯定會改變電流值的大小。

通過以數字方式控制模擬電路,可以大幅度降低系統的成本和功耗。此外,許多微控制器和DSP已經在芯片上包含了PWM控制器,這使數字控制的實現變得更加容易了。

PWM的優點

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,無需進行數模轉換。讓信號保持為數字形式可將噪聲影響降到最小。噪聲只有在強到足以將邏輯1改變為邏輯0或將邏輯0改變為邏輯1時,也才能對數字信號產生影響。對噪聲抵抗能力的增強是PWM相對于模擬控制的另外一個優點,而且這也是在某些時候將PWM用于通信的主要原因。從模擬信號轉向PWM可以極大地延長通信距離。在接收端,通過適當的RC或LC網絡可以濾除調制高頻方波并將信號還原為模擬形式。

總之,PWM既經濟、節約空間、抗噪性能強,是一種值得廣大工程師在許多設計應用中使用的有效技術。

三、SPWM

SPWM簡介

PWM的全稱是Pulse Width ModulaTIon(脈沖寬度調制),它是通過改變輸出方波的占空比來改變等效的輸出電壓。廣泛地用于電動機調速和閥門控制,比如電動車電機調速是使用這種方式。

所謂SPWM,是在PWM的基礎上改變了調制脈沖方式,脈沖寬度時間占空比按正弦規律排列,這樣輸出波形經過適當的濾波可以做到正弦波輸出。它廣泛地用于直流交流逆變器等,比如高級一些的UPS是一個例子。三相SPWM是使用SPWM模擬市電的三相輸出,在變頻器領域被廣泛的采用。

SPWM原理

正弦PWM的信號波為正弦波,是正弦波等效成一系列等幅不等寬的矩形脈沖波形,其脈沖寬度是由正弦波和三角波自然相交生成的。正弦波波形產生的方法有很多種,但較典型的主要有:對稱規則采樣法、不對稱規則采樣法和平均對稱規則采樣法三種。第一種方法由于生成的PWM脈寬偏小,所以變頻器的輸出電壓達不到直流側電壓的倍;第二種方法在一個載波周期里要采樣兩次正弦波,顯然輸出電壓高于前者,但對于微處理器來說,增加了數據處理量當載波頻率較高時,對微機的要求較高;第三種方法應用最為廣泛的,它兼顧了前兩種方法的優點。

SPWM雖然可以得到三相正弦電壓,但直流側的電壓利用率較低, 最大是直流側電壓的倍,這是此方法的最大的缺點。以上就是pwm與spwm的優缺點以及區別,希望能給大家幫助。


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