脉冲宽度调制(PWM)技术(2)

3. 脉冲宽度调制的基本控制技术

脉冲宽度调制电路的基本形式如图5所示。电路中最主要的部分是一个锯齿波或三角波发生器及一个电压比较器。锯齿波或三角波的频率决定了产生的脉冲调制波的频率。利用电压比较器对输入的调节电压与锯齿波或三角波电压相比较，当输入的调节电压大于锯齿波或三角波电压时，电压比较器输出高电平，当输入的调节电压小于锯齿波或三角波电压时，电压比较器输出低电平。脉冲宽度调制的电压波形如图5(b)所示。由图可见，随着输入调节电压高低的变化，就可调制出宽度不同的脉冲信号。输入的调节电压升高，输出的脉冲宽度信号就变宽，脉冲的占空比升高；输入的调节电压降低，输出的脉冲宽度信号就变窄，脉冲的占空比降低。这种脉冲宽度调制方式称为正向调制方式。将利用正向调制方式产生的脉冲宽度信号控制开关电路，就可通过调节输入调节电压的高低，改变加载至负载的电压波形占空比，也即改变加载至负载的电压平均值。 上述的脉冲宽度调制方式主要是采用模拟电路实现的。由于模拟电路的抗干扰能力比较弱，电路的精度也比较低，因此，目前在很多领域采用数字方式的脉冲宽度调制，即利用数字电路、单片机和其他微控制器实现脉冲宽度调制。采用数字方式的脉冲宽度调制无论在精度上还是在抗干扰能力上均强于模拟方式。
如果将图5(a)所示电路的电压比较器的正负输入端反接，就可得图6(a)所示电路。此电路的脉冲宽度调制情况如图6(b)所示。由图可见，随着输入的调节电压升高，输出的脉冲宽度信号将变窄，脉冲的占空比降低；输入的调节电压降低，输出的脉冲宽度信号反而变宽，脉冲的占空比升高。这种脉冲宽度调制方式称为负向调制方式。负向脉冲宽度调制方式一般用于输出电压需要自动稳定的系统。可将输出到负载上的电压反馈回输入端作为调节电压，当负载电压升高时，电路自动使输出的脉冲宽度信号变窄，降低负载上的电压；当负载电压降低时，电路又自动使输出的脉冲宽度信号变宽，提升负载上的电压。于是，负载上的电压将得以稳定。