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PWM控制电压,这样可行吗?
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本帖最后由 ihafd 于
13:35 编辑
用PWM控制电路输出两个电压
一是:5V 20A
二是:24V 9A
用如下的电路可以做得到吗?
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我上传不了图片,不知为什么,可能电脑有问题.
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可以。。程序：
#include&reg52.h&
#include&intrins.h&
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar CYCLE,PWM_ON,PWM_Z;
sbit pwm1=P1^0;& & & && & //PWM
void init()
& &PWM_ON=0;
& &PWM_Z=0;
& &TMOD=0x01;& && && && &
& &TH0=()/256;
& &TL0=()%256;& &//定时0.1mS
& &CYCLE = 5;& && && && && &// 时间可以调整 这个是10调整 8位PWM就是256步
void main()
&&while(1)
& && &PWM=x；& &//x越大电压越大，x最大值为5，就是电压的满值，不过可以调节CYCLE改变电压级数。希望对你有帮助。
void tim(void) interrupt 1
TH0=()/256;
TL0=()%256;& &&&//定时0.1mS
if (count==PWM_ON)
& &&&pwm1 = 0;& && && &&&
&&count++;
if(count == CYCLE)
& & count=0;
& & & & if(PWM_ON!=0)& && &
& & & && & pwm1 = 1;& && && &
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把300V通过PWM降到5V和24V？不合适，滤波将是重大问题，且电流冲击很大，不如用DCDC变换，简单可靠且性能远比你的电路好。
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DC DC变换?
是个怎样的电路?
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找个电源设计的书先看看
一切从假设开始
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想做这样的电源是因为这样的.
我们有许多电箱的供电电源是用开关电源的,这些电源经常烧,试过许多名牌的开关源了,也是烧.
比如打雷,就很容易烧电源了.弄得客户很大意见.
我是想用变压器的方式来做电源供电,这样做是想电源不那么容易烧.
这样想行不行.??
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楼上想法是行不通的，开关电源有不同规格，防雷型和普通型是不同的，而你的电路更不具备防护性，连普通开关电源都不如，防雷可直接购买防雷型的开关电源，也可以自己进行防雷设计，主要是通过TVS、放电管以及合理的走线来实现，自己不具备相关理论知识和实践经验的话，买成品就可以了，可靠性才是关键。
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热门推荐 /2设计报告书；4.1.3、采用PWM控制的调速方法；图1为PWM降压斩波器的原理电路及输出电压波形；后关断T2秒(这期间电枢端电压为零)；所示；图1PWM降压斩波器原理电路及输出电压波形；a)原理图b)输出电压波形；Ua?T1TUd?1Ud??Ud(3)T1?T2；T1T?1（4）T1?T2T式(3)中??；?为一个周期T中，晶体管V1导通时间的比率，称为；(
设计报告书
4.1.3、采用PWM控制的调速方法
图1为PWM降压斩波器的原理电路及输出电压波形。在图1a中，假定晶体 管V1先导通T1，秒(忽略V1的管压降，这期间电源电压Ud全部加到电枢上)，然
后关断T2秒(这期间电枢端电压为零)。如此反复，则电枢端电压波形如图1b中
所示。电动机电枢端电压Ua为其平均值。
PWM降压斩波器原理电路及输出电压波形
a) 原理图 b)输出电压波形
Ua?T1TUd?1Ud??Ud
(3) T1?T2T
（4） T1?T2T式(3)中 ??
?为一个周期T中，晶体管V1导通时间的比率，称为负载率或占空比。使用下面三种方法中的任何一种，都可以改变?的值，从而达到调压的目的：
(1)定宽调频法：T1保持一定，使T2在0～∞范围内变化；
(2)调宽调频法：T2保持一定，使T1在0～∞范围内变化
(3)定频调宽法：T1+T2=T保持一定，使T，在0～T范围内变化。
不管哪种方法，?的变化范围均为0≤?≤l，因而电枢电压平均值Ua的调节范围为0～Ud，均为正值，即电动机只能在某一方向调速，称为不可逆调速。当需要电动机在正、反向两个方向调速运转，即可逆调速时，就要使用图1―2a所示的桥式(或称H型)降压斩波电路。
在图2a中，晶体管V1、V4是同时导通同时关断的，V2、V3也是同时导通
同时关断的，但V1与V2、V3与V4都不允许同时导通，否则电源Ud直通短路。设
V1、V4先同时导通T1秒后同时关断，间隔一定时间(为避免电源直通短路。该间
隔时间称为死区时问)之后，再使V2、V3同时导通T2秒后同时关断，如此反复，
则电动机电枢端电压波形如图2b所示。
桥式PWM降压斩波器原理电路及输出电压波形
b)输出电压波形
电动机电枢端电压的平均值为
Ua?T1?T2TUd?(21?1)Ud?(2??1)Ud
(4) T1?T2T
由于0≤?≤1，Ua值的范围是
-Ud～+Ud，因而电动机可以在正、反两个
方向调速运转。
图3给出了两种PWM斩波电路的电枢电压平均值的特性曲线Ua?f(?)。
图3两种斩波器的输出电压特性
4.2、元器件的选择比较
4.2.1、基于IGBT和 MOSFET功率管的驱动电路设计的比较
IGBT驱动电路能驱动大型的功率设备，但价格高。MOSFET能驱动较大的功率设备，价格比IGBT低很多。
本课程设计是驱动小功率直流电动机，可以用IGBT和 MOSFET功率管的驱动电路设计。但电动机功率仅为100W，所以本课程设计采用MOSFET管来进行控制。
功率场效应管(MOSFET)与双极型功率相比具有如下特点：
1．场效应管(MOSFET)是电压控制型器件(双极型是电流控制型器件)，因此在驱动大电流时无需推动级，电路较简单；
2．输入阻抗高，可达108Ω以上；
3．工作频率范围宽，开关速度高(开关时间为几十纳秒到几百纳秒)，开关损耗小；
4．有较优良的线性区，并且场效应管(MOSFET)的输入电容比双极型的输入电容小得多，所以它的交流输入阻抗极高；噪声也小，最合适制作Hi-Fi音响；
5．功率场效应管(MOSFET)可以多个并联使用，增加输出电流而无需均流电阻。
4.2.2、 89S52单片机
52单片机价格便宜，使用简单、方便，功能较齐全，能够达到控制本电路的要求。所本本课程设计采用89S52单片机。
4.2.2、 光耦隔离开关
光耦隔离开关是一种把发光元件和光敏元件封装在同一壳体内，中间通过电→光→电的转换来传输电信号的半导体光电子器件。光耦以光信号为媒介来实现电信号的耦合与传递，输入与输出在电气上完全隔离，具有抗干扰性能强的特点。采用光耦隔离可以很好地实现弱电和强电的隔离，达到抗干扰目的。
4.2.3、 7805稳压管
7805能使输入电压（正常条件7-25伏）转化为5伏左右输出，供光耦隔离开关发光部分及单片机等供电。价格便宜，使用方便。
4.2.4 IRF740 MOSFET功率管
1管脚（G）接输入信号，2管脚（s）接地，3管脚（D）接电压源。
图4 IRF740示意图
IRF740主要参数
4.2.5、 直流电机参数
额定转速1600r/min，额定电压220V。
设计题目：PWM控制的直流电动机调速系统设计
近年来，随着科技的进步，电力电子技术得到了迅速的发展，直流电机得到了越来越广泛的应用。直流它具有优良的调速特性,调速平滑、方便,调速范围广;过载能力大,能承受频繁的冲击负载,可实现频繁的无级快速起动、制动和反转;需要能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求，从而对直流电机的调速提出了较高的要求，改变电枢回路电阻调速，改变电枢电压调速等技术已远远不能满足要求，这时通过PWM方式控制直流电机调速的方法应运而生。
采用传统的调速系统主要有以下缺陷：模拟电路容易随时间漂移，会产生一些不必要的热损耗，以及对噪声敏感等。而在用了PWM技术后，避免了以上的缺陷，实现了用数字方式来控制模拟信号，可以大幅度降低成本和功耗。另外，由于PWM 调速系统的开关频率较高,仅靠电枢电感的滤波作用就可获得平稳的直流电流,低速特性好；同样,由于开关频率高,快速响应特性好,动态抗干扰能力强,可以获得很宽的频带;开关器件只工作在开关状态,主电路损耗小,装Z效率高。PWM 具有很强的抗噪性，且有节约空间、比较经济等特点。
2、设计要求及组内分工
2.1设计要求
（1）根据电机与拖动实验室提供的直流电动机，设计基于PWM的电动机调速方案。
（2）选用合适的功率器件，设计电动机的驱动电路。
（3）设计PWM波形发生电路，使能通过按键对电机转速进行调节，要求至
少有两个速度控制按键，其中一个为加速键（每按一次，使电机转速
增加）；另一个为减速键，功能与加速键相反。
（4）撰写课程设计报告。
2.2组内分工
（1）负责直流电动机调速控制硬件设计及电路焊接：主要由胡佳春和叶秋平完成
（2）负责调速控制软件编写及调试：主要由朱健和叶秋平完成
（3）撰写报告：主要由胡佳春和朱健完成
3、系统设计原理
脉宽调制技术是利用数字输出对模拟电路进行控制的一种有效技术，尤其是在对电机的转速控制方面，可大大节省能量，PWM控制技术的理论基础为：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需
要的波形。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。
直流电动机的转速n和其他参量的关系可表示为
式中 Ua――电枢供电电压（V）；
Ia ――电枢电流（A）；
Ф――励磁磁通（Wb）；
Ra――电枢回路总电阻（Ω）；
CE――电势系数， ，p为电磁对数，a为电枢并联支路数，N为导体数。 由式（1）可以看出，式中Ua、Ra、Ф三个参量都可以成为变量，只要改变其中一个参量，就可以改变电动机的转速，所以直流电动机有三种基本调速方法：
(1)改变电枢回路总电阻Ra；；(2)改变电枢供电电压Ua；(3)改变励磁磁通Ф。
4、方案选择及论证
4.1、方案选择
4.1.1、改变电枢回路电阻调速
包含各类专业文献、各类资格考试、应用写作文书、中学教育、幼儿教育、小学教育、生活休闲娱乐、外语学习资料、PWM控制的调速方法_图文93等内容。　
　PWM调速说明_信息与通信_工程科技_专业资料。PWM 调速原理 PWM 的原理: PWM(Pulse Width Modulation)控制――脉冲宽度调制技术,通过对一 脉冲宽度调制技术, 脉冲宽... 　PWM型变频器的基本控制方式_电子/电路_工程科技_专业资料。PWM 型变频器的基本...3 SPWM 控制的变频调速系统 3.1 SPWM 控制的变频调速系统组成基于 SPWM 控制的... 　PWM调速控制设计,to sharePWM调速控制设计,to share隐藏&& §3.1PWM 调速控制设计...采用 PWM 方法调整电机的速度,首先应确定合理的脉冲频率。脉冲宽度一 定时,频率... 　(PWM调速原理)_信息与通信_工程科技_专业资料。PWM调速原理PWM 调速原理
09:39 本文详细阐述 pwm 的原理: PWM(Pulse Width Modulation)控制――脉冲... 　图 4 三、系统测试与分析 PWM 信号的输出, 实现对直流电机转速进行控制的方法。 利用上位机 LabVIEW 软件,可得到电机调速结果。图 5 为电机空载情况下的调速结果... 　很少.大 多数应用场合都使用电枢电压控制法.随着电力电子技术的进步,改变电枢电压可通 过多种途径实现,其中 PWM(脉宽调制)便是常用的改变电枢电压的一种调速方法.... 　为了使异步电动机在进行调速运转时能够更加平滑, 目茼在变频器中多采用 正弦波 PWM 控制方式。 所谓正弦波 PWM 控制方式指的是通过改变 PWM 输出的脉冲 宽度.使... 　本设计主要介绍了使用微控制器 AT89S51 的直流电机调速系统。论文主要 介绍了直流电机调速系统的意义、 基于单片机控制的 PWM 直流电机调速方法和 PWM 基本工作原理... 　PWM调速控制程序改_信息与通信_工程科技_专业资料。#include &reg51.h& #define...第 6、5 位和第 2、1 位为 M1 和 M0: 定时/计数器工作方式选择位, ...直流电机PWM控制电压の非线性
由于线性放大驱动方式效率和散热问题严重，目前绝大多数直流电动机采用开关驱动方式。开关驱动方式是半导体功率器件工作在开关状态，通过脉宽调制PWM控制电动机电枢电压，实现调速。直流电机PWM调速系统中平均速度与占空比并不是严格的线性关系，在一般的应用中，可以将其近似地看作线性关系。
在不带电机情况下，PWM波占空比与控制输出端电压平均值之间呈线性关系；
在带电机情况下，占空比与电机端电压平均值满足抛物线方程，能取得精确的控制。
系统硬件设计
系统软件设计&&&
系统采用模块化设计，软件由1个主程序，3个中断子程序，即外部中断0、外部中断1，定时器0子程序，PID算法子程序，测速子程序及发送数据到串口显示子程序组成。
实验结果及原因分析
端电压平均值与转速关系3．1．1 实验结果
实验用的是永磁稳速直流电机，型号是EG-530YD-2BH，额定转速2 000～4 000 r／min，额定电压12
V。电机在空载的情况下，测得的数据用Matlab做一次线性拟合，拟合的端电压平均值与转速关系曲线如图3(a)所示。相关系数R-square：0．952
1。拟合曲线方程为：
&&& y=0．001
852x+0．296 3 (2)
由式(2)可知，端电压平均值与转速可近似为线性关系，根椐此关系式，在已测得的转速的情况下可以计算出当前电压。为了比较分析，同样用Matlab做二次线性拟合，拟合的端电压平均值与转速关系曲线如图3(b)所示。相关系数R-square：0．986
3．1．2 原因分析
比较图3(a)可知，当转速在0～1 500 r／min和4 000～5 000
r／min，端电压平均值与转速间存在的非线性，用二次曲拟合如图3(b)所示，拟合相关系数较高。由图3(a)可见，当电机转速为0时电机两端电压平均值约为1．3
V。这是因为电机处于静止状态时，摩擦力为静摩擦力，静摩擦力是非线性的。随着外力的增加而增加，最大值发生在运动前的瞬间。电磁转矩为负载制动转矩和空载制动转矩之和，由于本系统不带负载，因此电磁转矩为空载制动转矩。空载制动转矩与转速之间此时是非线性的。电磁转矩与电流成正比，电流又与电压成正比，因此此时电压与转速之间是非线性的。
&&& 当转速在2 000～4
r／min线性关系较好，占空比的微小改变带来的转速改变较大，因此具有较好的调速性能。这是因为随着运动速度的增加，摩擦力成线性的增加，此时的摩擦力为粘性摩擦力。粘性摩擦是线性的，与速度成正比，空载制动转矩与速度成正比，也即电磁转矩与电流成正比，电流又与电压成正比，因此此时电压与转速之间是线性的。当转速大于4
r／min。由于超出了额定转速所以线性度较差且调速性能较差。此时用二次曲线拟合结果较好，因为当电机高速旋转时，摩擦阻力小到可以忽略，此时主要受电机风阻型负荷的影响，当运动部件在气体或液体中运动时，其受到的摩擦阻力或摩擦阻力矩被称为风机型负荷。对同一物体，风阻系数一般为固定值。阻力大小与速度的平方成正比。即空载制动转矩与速度的平方成正比，也即电磁转矩与速度的平方成正比，电磁转矩与电流成正比，电流又与电压成正比，因此此时电压与转速之间是非线性的。
占空比与端电压平均值关系3．2．1 实验结果
拟合占空比与端电压平均值关系曲线如图4所示。相关系数R-square：0．998 4。拟合曲线方程为：
如图4所示，占空比与端电压平均值满足抛物线方程。运用积分分离的PID算法改变电机端电压平均值，可以运用此关系式改变占空比，从而实现了PWM调速。
用示波器分别测出电压的顶端值Utop与底端值Ubase，端电压平均值Uarg满足关系式：
其中：α为占空比。
正是由于所测得的电机端电压底端值Ubase不为0，所以得出的占空比与端电压平均值之间关系曲线为抛物线。若将电机取下，直接测L298的out1与out2输出电压。所测得的电机端电压底端值Ubase约为0，所得的占空比与端电压平均值满足线性关系，即令式(4)中Ubase为0，式(4)变为：
3．2．2 原因分析
将电机取下后，直接测L298的输出端之间的电压，占空比与端电压平均值满足关系式(5)，说明整个硬件电路的设计以及软件编程的正确性。从电机反电势角度分析，当直流电机旋转时，电枢导体切割气隙磁场，在电枢绕组中产生感应电动势。由于感应电动势方向与电流的方向相反，感应电动势也即反电势。直流电机的等效模型如图5所示。图5(a)表示电机工作在电动机状态。图5(b)表示电机工作在发电机状态。
如图5(a)所示，电压平衡方程为：
式中：U为外加电压；Ia为电枢电流；Ra为电枢绕组电阻；2△Ub为一对电刷接触压降，一般取2△Ub为0．5～2
V；Ea为电枢绕组内的感应电动势。电机空载时，电枢电流可忽略不计，即电流Ia为0。空载时的磁场由主磁极的励磁磁动势单独作用产生。给电机外加12
V的额定电压，由(6)可得反电势：
以40％的占空比为例，电机端电压Uab是测量中的电压平均值Uarg，其值为8．34 V，测量中的电压底端值Ubase约为7
V。由式(7)可得Ea的值范围应在6．34～7．84
V。由图5(b)可见，此时Uab的值是测得的底端值Ubase即电机的电动势Ea为7 V。
当PWM工作在低电平状态，直流电机不会立刻停止，会继续旋转，电枢绕组切割气隙磁场，电机此时工作在发电机状态，产生感应电动势E。
式中：Ce为电机电动势常数；φ为每级磁通量。由于电机空载，所以图5(b)中无法形成回路。用单片机仿真软件Proteus可直观的看出在PWM为低电平状态，电机处于减速状态。低电平持续时间越长，电机减速量越大。正是由于在低电平期间，电机处于减速状态，由式(8)可知，Ce，φ均为不变量，转速n的变化引起E的改变。此时Uab的值等于E的值。电机在低电平期间不断的减速，由于PWM周期较短，本文中取
ms，电机在低电平期间转速还未减至0，PWM又变为高电平了。这样，就使测得的Ubase值不为0。以40％的占空比为例，当PWM工作在低电平状态，测得Ubase的值约为7
V。由式(8)可知，当正占空比越大，转速也就越大，同时减速时间越短，感应电势E的值越大。所以Ubase的值也就越大。
重点分析了直流电机PWM调速过程中控制电压的非线性，对非线性的影响因素做了详细的分析。由于PWM在低电平期间电压的底端值不为0，导致了占空比与电机端电压平均值之间呈抛物线关系。因此，可用得出的抛物线关系式实现精确调速。本系统的非线性研究可为电机控制中非线性的进一步研究提供依据，在实际运用中，可用于移动机器人、飞行模拟机的精确控制。
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以上网友发言只代表其个人观点，不代表新浪网的观点或立场。PWM是怎么控制电流或电压大小的?举例说明,说的通俗些.
PWM控制称为脉冲宽度控制,输出的电压幅度是相同的,但是时间宽度则不同,以一个正弦波为例,第一个脉冲为一个半波时间的1%,间隔1% 第二个3% 在间隔2% ,第三个5% 在间隔4%,到了正弦半波的中间位置,脉冲时间宽度达到12到15% ,再往后脉冲宽度在逐步减小,间隔也减小,再通过电感的作用,如带电动机,输出的电流就是近乎正弦波电流
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&&&& 供应国产UC3843& DIP 质量保证 。&&&& UC3843电流型PWM集成控制器已经产品化，极大推动了小功率电源的发展和应用，电流型PWM控制小功率电源已经取代电压型PWM控制小功率电源。Unitrode公司推出的UC3843系列控制芯片是电流型PWM控制器的典型代表。各管脚功能简介如下。　　1脚COMP是内部误差放大器的输出端，通常此脚与2脚之间接有反馈网络，以确定误差放大器的增益和频响。　　2脚FEEDBACK是反馈电压输入端，此脚与内部误差放大器同向输入端的基准电压(一般为+2.5V)进行比较，产生控制电压，控制脉冲的宽度。　　3脚ISENSE是电流传感端。在外围电路中，在功率开关管(如VMos管)的源极串接一个小阻值的取样电阻，将脉冲的电流转换成电压，此电压送入3脚，控制脉宽。此外，当电源电压异常时，功率开关管的电流增大，当取样电阻上的电压超过1V时，就停止输出，有效地保护了功率开关管。　　4脚RT/CT是定时端。锯齿波振荡器外接定时电容C和定时电阻R的公共端。　　5脚GND是接地。　　6脚OUT是输出端，此脚为图滕柱式输出，驱动能力是&lA。这种图腾柱结构对被驱动的的关断有利，因为当VTl截止时，VT2导通，为功率管关断时提供了低阻抗的反向抽取电流回路，加速功率管的关断。　　7脚Vcc是电源。当供电电压低于 ＋16V时，不工作，此时耗电在1mA以下。输入电压可以通过一个大阻值电阻从高压降压获得。芯片工作后，输入电压可在+10～+30V之间波动，低于+10V停止工作。工作时耗电约为15mA，此电流可通过反馈电阻提供。　　8脚VREF是基准电压输出，可输出精确的+5V基准电压，电流可达50　　mA。　　UV3842的电压调整率可达0.01%，工作频率为500kHz，启动电流小于1mA，输入电压为10～30V，基准电压为4.9～5.1V，工作温度为0～70℃，输出电流为1A。　当NMOS管导通时，初级N1电流线性增大，磁场增强，次级线圈中VD4截止，由电容C10向负载供电；此时，脉冲变压器原边回路中VD2亦截止，N1这时起存储能量的作用。当NMOS管截止后，初级线圈电流减小，磁场减弱，次级线圈回路中VD4导通，能量通过VD4及C10向负载释放，输出直流电压，部分能量由VD2向电阻R12和电容C9释放。　　为保证开关电源输出直流电压不受干扰，电路中提供了稳压电路。一是采用NMOS管源极串接电阻R9，把电流信号变为电压信号，送入UC3842作为比较电压，控制激励脉冲的占空比，达到稳压目的。二是变压器T中的线圈N2间接采样，起到电压反馈作用，N2间接采样后，经过VD1和C3整流，在C3上取样，该电压一方面经过R3和R4分压送到UC3842的2管脚加到误差放大器A3的反相输入端，另一方面直接送到UC3842的7管脚，作为芯片供电电压。电路刚启动时由输入电压经整流滤波降压给芯片供电，工作后由反馈电压供电，因而UC3842的电源电压反映了输出电压的变化，起到反馈作用，使输出电压稳定。三是在UC3842中，锯齿波发生器输出锯齿波的斜率还与输入电压有关，当输入电压升高时锯齿波斜率增大，使输出激励脉冲占空比减小，从而使输出电压维持稳定，反之亦然，实际上相当于反馈控制。
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