基于Actel FPGA的PWM IP的應用
脈沖寬度調制(PWM)是英文“Pluse Width Modulation”的縮寫,簡稱脈寬調制。它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,根據相應的載荷的變化來調制晶體管柵極或基極的偏置,來實現開關穩壓電源輸出晶體管或晶體管導通時間的改變。這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時保持恒定,廣泛應用于測量、通信、功率控制與變化等許多領域。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/97920.htmActel公司免費提供PWM IP核:CorePWM。CorePWM是基于APB總線形式的,它的優點是可以連接到Core8051或者是CortexM1處理器上,方便用戶進行SoC設計,本文將主要介紹CorePWM的原理與應用。
1. CorePWM介紹
(1) PWM的控制方法
采樣控制理論中有一個重要結論:量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環節上時,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沖,用這些脈沖來代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的規則對各脈沖的寬度進行調制,既可改變逆變電路輸出電壓的大小,也可改變輸出頻率。
現在,PWM控制技術主要有8種,分別為:相電壓控制PWM、線電壓控制PWM、電流控制PWM、空間電壓矢量控制PWM、矢量控制PWM、直接轉矩控制PWM、非線性控制PWM和諧振軟開關PWM。
在這里要重點介紹一下相電壓控制PWM中的等脈寬PWM法。VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)裝置在早期是采用PAM(Pulse Amplitude Modulation)控制技術來實現的,其逆變器部分只能輸出頻率可調的方波電壓而不能調壓,等脈寬PWM法正是為了克服PAM法的這個缺點發展而來的,是PWM法中最為簡單的一種,它是把每一脈沖的寬度均相等的脈沖列作為PWM波,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,相對于PAM法,該方法的優點是簡化了電路結構,提高了輸入端的功率因數,但同時也存在輸出電壓中除基波外,還包含較大的諧波分量。
如圖 1所示為等脈寬PWM波。該PWM的高低電平分別為VH和VL,理想的情況VL等于0,但實際應用中一般不等于0,這也是實際應用中產生誤差的一個重要原因。
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