單片機是怎麼通過pwm波來控制電機運轉的,工作原理是什麼?

楊若楓

控制電機的轉速有兩種方式:調電壓和斬波。

先說說調電壓的方式及缺點:

比如一個12V電機,在電壓5~12V時可以實現不同的轉速。但是我們並不這麼用,因為我們發現在5V電壓時,雖然轉速低了,但電機沒有力量。

因為電機的標定的工作電壓就是12V,所以5V時內部也能產生磁場,但非常弱。

這就引出了斬波方式,也就是PWM方式

這種控制方式的工作電壓恆定為12V,只不過控制了通過的時間(斬波)。

在微觀世界裡,由於斬波的存在,電機並不是連續工作,而是一會有能量(工作),一會沒有能量(停止工作)。工作的時候是按額定工作電壓送電的,所以不會輸出無力。又由於PWM的工作頻率高,我們肉眼是察覺不到的,但確實慢下來了。同理,LED燈的亮度調節和這一樣。

這樣就有效避免了轉速低了沒有動力的問題。


雅帆十方

PWM 的英文全稱是 Pulse Width Modulation 的縮寫,翻譯成中文就是脈衝寬度調製,PWM是一種利用數字輸出來對模擬電路進行控制的技術,它的實質就是使用數字信號達到一個模擬信號的效果。

這個該怎麼來理解呢?今天我們就來簡單瞭解一下。

一、PWM的原理

首先從PWM字面的意思來說,前面我們已經說了,PWM就是脈衝寬度調製,其實現過程是通過改變脈衝寬度來實現不同的效果。

我們來看一個例子,下圖是三組不同的脈衝信號。

從圖中可以看出。這是一個週期是 10ms,即頻率是 100Hz 的波形,但是在這個脈衝信號裡每個週期內,高低電平脈衝寬度各不相同,這就是 PWM 的本質。

這裡面牽涉到了一個概念:就是“佔空比”。那麼什麼是佔空比呢?通俗地講,就是在一個脈衝週期內,高電平的時間佔整個週期的比例。比如上面圖中:第一個週期內波形的佔空比是 40%,第二個週期內波形佔空比是 60%,第三個週期內波形佔空比是 80%。

脈寬調製的最後結果實際是改變週期內的電壓值,例如,佔空比為50%的脈衝,其實際輸出的電壓是原電壓的一半。如下圖所示。


二、PWM控制電機的原理

pwm控制電機的原理:通過調製器給電機提供一個具有一定頻率的脈衝寬度可調的脈衝電。脈衝寬度越大即佔空比越大,提供給電機的平均電壓越大,電機轉速就高。反之脈衝寬度越小,則佔空比越越小。提供給電機的平均電壓越小,電機轉速就低。PWM不管是高電平還是低電平時電機都是轉動的,電機的轉速取決於平均電壓。

三、單片機PWM控制原理

現在很多單片機都有PWM功能,一般情況下,單片機的PWM功能是通過定時器來實現的,在使用時,需要對定時器的寄存器進行PWM功能的設置。

具體應用需要參考相關單片機的數據手冊。


老馬識途單片機

佔空比是高電平在一個週期內所佔的時間比率,但是在實際應用中是低電平,這麼理解就是一天之中,比如今天你拿出12個小時刷頭條兩小時吃飯休息 十小時睡覺,。

然後明天上班10小時,休息一小時吃飯一小時剩下的時間拿來睡覺。。一天就是週期,在一天中做了什麼就是佔空比。


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