脉宽调制 (PWM)控制技术详解

发布网友发布时间：2024-05-08 14:02

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热心网友时间：2024-08-02 07:40

深入了解脉宽调制（PWM）：电子控制领域的秘密武器

在电力电子的世界里，PWM技术如同调色板上的魔力，通过精细调整脉冲宽度，创造出所需的电压波形，尤其在电动汽车领域发挥着关键作用。以电动汽车的逆变与电机控制为例，直流电通过巧妙的PWM技术转化为交流电，主要分为电压型和电流型，其中电压型方案更为常见。

电机在电动车中扮演着双重角色，既是动力传输媒介，又能为电池充电，这就涉及到了复杂的整流和逆变电路。PWM的控制方式多种多样，包括固定周期变脉宽（PWM）、固定脉宽变周期（PFM）和混合模式。在逆变电路中，PWM的卓越表现尤其体现在调速控制中，它用一系列等幅但不等宽的脉冲代替了传统的正弦波，实现了电压大小和频率的精确调控。

在单相逆变电路中，PWM的核心是半导体开关，它们按照特定频率产生PWM波，模拟出正弦交流电压的特性。这里的关键在于，通过调整开关的导通时间，保持频率不变，而脉宽则依据正弦规律变化，从而调整电压幅值。这种技术巧妙地利用电机惯性，平滑了交流电压的波动，形成了一幅幅如瀑布般有序的阶次图。

在DC-AC控制领域，PWM的应用范围广泛，特别是在逆变和整流电路中。交流电的规格各不相同，整流过程有半波和全波两种，全波整流能够提供更高的电压，但故障时可能导致特定频率的缺失。正常情况下，信号频率主要为主线和6倍主线，一旦出现其他倍频，往往预示着整流环节出现了问题，这是识别故障的重要线索。

总的来说，PWM技术是一种强大的电子控制手段，它在电动汽车的电力转换中扮演着至关重要的角色，通过精细的脉冲宽度和频率控制，实现了高效、精确的电压和电流管理，为现代电力电子系统带来了卓越的性能和可靠性。