pwm技术的具体应用有哪些（pwm技术的具体应用范围）

PWM（Pulse Width Modulation）控制——脉冲宽度调制技术，可以等效地通过调制一系列脉冲的宽度来获得所需的波形（包括形状和幅度）。

PWM控制技术在逆变电路中应用最为广泛。大多数使用的逆变器电路都是PWM型的。正是由于其在逆变电路中的应用，决定了PWM控制技术在电力电子技术中的重要性。地位。

**PWM技术的具体应用**

PWM软件方法控制充电电流

该方法的基本思想是在不改变PWM方波周期的情况下，利用单片机的PWM端口，通过软件调整单片机的PWM控制寄存器，调整PWM占空比，从而控制充电电流。这种方法要求的单片机必须具备两个必备条件：ADC端口和PWM端口。另外，ADC位数应尽可能多，微控制器的工作速度应尽可能快。在调整充电电流之前，单片机首先快速读取充电电流，然后将设定的充电电流与实际读取的充电电流进行比较。如果实际电流太小，则向增加充电电流的方向调整PWM占用率。占空比；如果实际电流过大，则向减小充电电流的方向调整PWM占空比。软件PWM调整过程中，应注意ADC读数偏差和电源工作电压引入的纹波干扰，合理使用算术平均法等数字滤波技术。软件PWM方法有以下优点和缺点。

**优势： **

简化了PWM硬件电路，降低了硬件成本。使用软件PWM 不需要外部硬件PWM 和电压比较器。只需要功率MOSFET、续流核心、储能电容等元件，大大简化了外围电路。

滴流大小可以控制。在PWM控制充电过程中，单片机可以实时检测ADC端口上的充电电流，并将充电电流与设定的涓流进行比较，从而确定PWM占空比的调整方向。

电池唤醒充电。单片机可以利用ADC端口和PWM寄存器任意设置充电电流的大小。因此，对于电池电压比较低的电池，在上电后，可以用小电流充电一段时间来唤醒，而在小电流的情况下，可以近似认为是恒流，对电池的冲击损伤也较小。

**缺点：**

电流控制精度低。充电电流的检测是通过电流采样电阻实现的。采样电阻上的压降传输到微控制器的ADC输入端口。单片机通过读取该端口的电压即可得知充电电流。若采样电阻设置为Rsample（单位为），则采样电阻的压降为Vsample（单位为mV），则10位ADC的参考电压为5.0V。那么ADC的1LSB对应的电压值为5000mV/10245mV。 5mV 的值转换为50mA 的电流值，因此软件PWM 电流控制精度最大为50mA。如果想提高软件PWM的电流控制精度，可以尝试降低ADC的参考电压或者使用ADC超过10位的单片机。

PWM采用软启动方式。在大电流快速充电过程中，从停止到重新启动的过程中，由于磁芯上反电动势的存在，充电时必须减小PWM的有效占空比，以克服因磁芯反电动势而导致的问题。 PWM 的软件调整。速度相对较慢带来了无法控制充电电流的问题。

充电效率不是很高。快速充电时，由于采用充电软启动，加上单片机的PWM调节速度比较慢，实际上需要很长时间才能停止充电或者慢慢加大小电流进行充电。

为了克服缺点2、3带来的充电效率低的问题，我们可以采用充电时间比较长、充电停止时间比较短的充电方式，比如充电2秒停止50ms，加上慢速充电。软启动期间电流的开始。如果折算后的充电停止时间设置为50ms，则实际充电效率为(2000ms-100ms)/2000ms=95%，也可以保证充电效率在90%以上。

**纯硬件PWM方式控制充电电流**

由于单片机的工作频率一般在4MHz左右，因此单片机产生的PWM的工作频率很低。另外，微控制器使用ADC方法读取充电电流需要时间。因此，采用软件PWM来调节充电电流的频率。相对较低。为了克服上述缺陷，可以采用外部高速PWM的方式来控制充电电流。目前智能充电器中使用的PWM控制芯片主要有TL494等，这种PWM控制芯片的工作频率可以达到300kHz以上。通过添加电阻和电容元件，可以实现电池充电过程中的恒流和恒压限制效果。仅使用一台单片机。普通I/O口控制TL494即可使能。另外，也可用电压比较器代替TL494，如LM393、LM358等。使用纯硬件PWM有以下优点和缺点。

**优势： **

电流精度高。充电电流的控制精度仅与电流采样电阻的精度有关，与单片机无关。不受软件PWM调节速度和ADC精度的限制。

充电效率高。不存在软件PWM的慢启动问题，因此在相同的恒流充电和相同的充电时间下，充入电池的能量较高。

对电池损伤小。由于充电时电流比较稳定，波动范围很小，所以对电池的影响很小。另外，TL494还具有限压功能，可以很好地保护电池。

缺点：

硬件价格相对昂贵。采用TL494带来上述优点的同时，也增加了产品的成本，可以采用LM358或LM393来克服。

滴流控制简单且脉动。电池充电后一般采用涓流充电进行维护充电，以克服电池自放电效应造成的容量损失。单片机的普通I/O控制口无法实现PWM口的功能。即使可以通过软件模拟来实现简单的PWM功能，但由于单片机工作的实时性要求，其软件模拟的PWM频率也比较低，所以最终采用的仍然是脉冲充电方式。例如，10%的时间充电，其余90%的时间不充电。这对充满电的电池影响较小。

**MCU PWM 控制端口与硬件PWM 集成**

对于纯硬件PWM的涓流充电的脉动问题，可以使用带有PWM端口的单片机，结合外部PWM芯片，可以解决涓流脉动。

在充电过程中，可以这样控制充电电流：当使用恒流大电流快速充电时，可以将单片机的所有PWM输出设置为高电平（PWM控制芯片高电平使能）或低电平（ PWM控制芯片低功耗）。电平启用）；进行涓流充电时，可以从单片机的PWM控制口输出PWM信号，然后通过测试电流采样电阻上的压降来调节PWM占空比，直至满足要求。

PWM一般采用压控逆变器，通过改变功率晶体管的交替导通时间来改变逆变器输出波形的频率，改变晶体管每半个周期的通断时间比例，即通过改变脉冲宽度。改变逆变器输出电压二次值的大小。

整流部分和逆变部分基本对称。