① 关于PWM脉冲怎么转变成恒压或者恒流
你对2.5V电源有多高的要求?
看你的“纹波”多大,也就是你允许电源电压在多大的范围内波动。
允许范围大的,用电容滤波一下就好。
范围小一点,可以用LC滤波,要求纹波再小,搞两级LC滤波。你可以搜一下LC滤波的公式。
要求完全没有纹波,那你把PWM的调压换了吧,直接弄1.8V的LM1117,把下面的电压抬升一点好了。
至于说负载波动导致电压波动,那就看你的5V稳定不稳定了。如果5V是稳定的,那就没问题,如果5V的驱动能力有限,你还得加一级反馈,当负载比较大的时候适当增加占空比。
② 怎么样用单片机做成恒流源
基于STC89C52的程控恒流源的设计
高精度的程控恒流电源在仪器仪表、传感器技术和测试领域中有着广泛的应用。以往程控恒流源电路大都采用PWM脉冲方式,虽便于控制和调节,但精度难以保证,并且PWM方式的波形占空比调节范围有限,难以满足连续可调大电流的要求。本文介绍一种采用STC89C52单片机控制压控恒流源并通过扩流电路来实现恒流源程序控制的方案,其输出电流值可达2A。
程控恒流源的构成和工作原理
程控恒流源电路由压控电路、扩流电路和数控电路组成,结构如图1所示。
图1程控恒流源电路的组成框图
本恒流源电路采用STC89C52控制D/A转换电路产生电压控制信号,通过1个精密线性压控电流源和扩流电路输出所需的电流值;取样电路采样后经A/D转换由数控电路读出,然后送到显示控制电路显示;同时,取样电路给压控电流源提供电流负反馈以进一步稳定电流输出。
程控恒流源电路设计
1数控电路的设计
数控电路采用由STC89C52构成的单片机最小系统来负责对D/A、A/D的控制,以及按键响应和LED的显示。模块内的数字电路和模拟电路各自采用独立的稳压电路供电,以减小数字电路高频峰值电流对模拟电路的影响,可以很大程度上降低D/A输出的纹波电压。
本设计中的D/A转换电路采用MAX531,使用其内部自带的2.048V基准源,D/A转换的分辨率为0.5mV,加在1Ω的取样电阻上就可以分辨出0.5mA的电流(步进0.5mA)。
A/D转换电路采用MAX1241,与MAX531使用同一基准源。A/D转换的分辨率为0.5mV,取样电阻为1Ω时,测量电流的分辨率为0.5mA(可根据步进和测量精度的实际要求,选择D/A、A/D转换器的位数和参考电压)。
由于要实现人机对话,至少要有10个数字按键和2个步进按键,考虑到还要实现其他的功能键,选用16按键的键盘来完成整个系统控制最合适。显示部分采用8位LED数码管,其价格便宜,易于实现。考虑到单片机的I/O端口有限,为了充分优化系统,采用外部扩展1片8155来实现键盘接口与显示功能。
2压控电流源的设计
压控电流源的负反馈放大部分有1个精密运放构成的同相放大器,引入深度的电流负反馈,从而稳定输出到负载的电流,如图2所示。运放正常工作于同相放大状态时,由运放虚地的原理可知取样电阻上的电压:U2=Uin,因此I2=U2/R2=Uin/R2。因为采用高输入阻抗的放大器,反相输入端的电流近似为零,负载电流IL=I2=Uin/R2。只要扩流电路性能好,输出电流的精度完全取决于取样电阻的精度。
图2压控电流源电路原理图
3扩流电路的设计
扩流电路选用S类功率放大器,原理如图3所示。其特点是用电压控制放大器与电流驱动放大器构成电桥,使电压放大器工作在无负载的状态(输出电流为零),而后级则工作于压控跟随器状态,很容易实现很好的跟随作用。而对于负载来说,前后级是并联输出的,而负反馈是从取样电阻引出送回前级放大器上的。因此,S类功放的质量取决于前级。
图3S类功放扩流电路原理图
S类功率放大电路的核心是1个带负载能力很强的电流驱动放大器,与负载之间通过电桥耦合。假设放大器的开环增益接近无穷大,那么放大器两输入端的电压将极度接近,用公式表示为:I1R1=I2R2,I3R3=I4R4。
若放大器输入阻抗无穷大,放大器两输入端的电流近似为零,则I2=I4,可得,I1=I2R2R3/R4R1;电桥平衡时,R2R3=R4R1,所以I1=I2,因此I1=0。
根据以上推导,说明当S类功率放大电路稳定工作后,前级放大电路工作在空载或轻载状态,负载所需要的电流完全由后级的电流驱动放大电路提供。这样,电路对前级压控电流源的负载要求不高。
综上所述,只要选择高输入性能和强负载能力的后级功放芯片,输出的变化完全由前级决定。而前级工作在空载状态,其性能基本与负载的变化无关。这样在设计前级时,可以抛开负载能力的考虑而直接使用高精度、低失调的运算放大器;设计后级时,因为输出取决于前级,不必担心负载的加入会影响它的工作性能,选择范围变得更宽。
基于S类功放电路的设计原则,为保证电路的可靠性和足够的性能,采用高品质功放芯片LM3886,其各项电气性能非常接近理想放大器,并且有足够的输出功率。
测试结果表明,无论是大电流还是小电流,负载阻值的改变对系统的影响都比较小,说明系统达到恒流这一基本要求。
结语
该程控恒流源的主要特点是采用S类反馈控制放大电路,实现精密电流控制,具有操作方便、稳定可靠等优点,通过实际测试性能优越。
③ pwm逆变电路的调制方法有哪三种
pwn逆变电路的主要的调制方法有:脉宽频率双调制、频率调制、脉冲宽度调制这三种调制方式。
PWM脉宽调制,是靠改变脉冲宽度来控制输出电压,通过改变周期来控制其输出频率。而输出频率的变化可通过改变此脉冲的调制周期来实现。
PWM波形,通过改变脉冲列的周期可以调频,改变脉冲的宽度或占空比可以调压,采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。可以通过调整PWM的周期、PWM的占空比而达到控制充电电流的目的。
(3)单片机pwm恒流扩展阅读:
pwm逆变原理特点:
1、 可以得到相当接近正弦波的输出电压
2、整流电路采用二极管,可获得接近1的功率因数
3、电路结构简单
4、通过对输出脉冲宽度的控制可改变输出电压,加快了变频过程的动态响应,通用变频器基本都再用PWM控制方式,所以介绍一下PWM控制的原理。
软件PWM法具有以下优缺点:
优点:
简化了PWM的硬件电路,降低了硬件的成本。利用软件PWM不用外部的硬件PWM和电压比较器,只需要功率MOSFET、续流磁芯、储能电容等元器件,大大简化了外围电路。
可控制涓流大小。在PWM控制充电的过程中,单片机可实时检测ADC端口上充电电流的大小,并根据充电电流大小与设定的涓流进行比较,以决定PWM占空比的调整方向。
电池唤醒充电。单片机利用ADC端口与PWM的寄存器可以任意设定充电电流的大小,所以,对于电池电压比较低的电池,在上电后,可以采取小电流充一段时间的方式进行充电唤醒,并且在小电流的情况下可以近似认为恒流,对电池的冲击破坏也较小。
缺点:
电流控制精度低。充电电流的大小的感知是通过电流采样电阻来实现的,采样电阻上的压降传到单片机的ADC输入端口,单片机读取本端口的电压就可以知道充电电流的大小。
采用纯硬件PWM具有以下优缺点:
优点:
电流精度高。充电电流的控制精度只与电流采样电阻的精度有关,与单片机没有关系。不受软件PWM的调整速度和ADC的精度限制。
充电效率高。不存在软件PWM的慢启动问题,所以在相同的恒流充电和相同的充电时间内,充到电池中的能量高。
对电池损害小。由于充电时的电流比较稳定,波动幅度很小,所以对电池的冲击很小,另外TL494还具有限压作用,可以很好地保护电池。
缺点:
硬件的价格比较贵。TL494的使用在带来以上优点的同时,增加了产品的成本,可以采用LM358或LM393的方式进行克服。
参考资料来源:网络-pwm逆变原理
④ 请问一下单片机输出PWM,这个电路在这边什么作用
PWM是脉冲信号,当为低电平时,三极管Q2导通致使Q1导通,那么Q1集电极就为LED提供电流,LED亮。当高电平时,Q2截止Q1截止,那么LED灭;
总效果是脉冲信号低电平时,LED亮,同时要求满足LED接集电极(而不是发射极),这样就需要在Q2的后面加一级反相电路;
显然,这是初哥设计的电路,其实从参数看,就没必要弄得这么复杂和麻烦,去掉Q2、R7、R3,保留Q1、R4,然后PWM信号直接加到R4就好了;
另外顺便说,Q2可以工作在开关状态,而Q1不能工作在开关状态,而是放大状态,即是个恒流源。因为Vcc如果为5V,Q1在开关状态,那么LED上就是5V了,这个不得了,LED会烧的;
⑤ 用单片机驱动led(pwm方式)需要用恒流源吗
恒流源只是在LED亮化中用,如果只是指示灯就没必要,直接点亮即可
⑥ 新人求教!!!关于单片机PWM脉冲控制电压输出部分!!!必有重谢!
LM358是运算放大器(运放),左边U1A电路是二阶低通滤波器,可以把单片机输出的PWM信号转换为直流电压,通俗理解就是单片机外扩展了一个低成本DA转换器。
右边U2A电路是电压比较器。
由于提供的电路有限,U2A应该是闭环电路中的一部分,通过单片机控制DA输出可调电压,从而控制稳压或恒流等闭环电路,达到调节功率输出级别的可调电压或可调电流。
⑦ 单片机产生PWM方波,怎样让输出的PWM信号的电流变为20mA,去控制L9110工作
可以加三极管来实现扩流
但是你如果接成射级输出的话,输出电压就约等于输入电压了
建议使用PNP的管子,发射极接电源,集电极输出去控制制冷片
⑧ pwm波控制直流电机调节电压从而达到调整LED灯亮度。求原理求解释,还不是很理解
PWM控制的基本原理
PWM(Pulse Width Molation)控制——脉冲宽度调制技术,通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)。
PWM控制技术在逆变电路中应用最广,应用的逆变电路绝大部分是PWM型,PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的应用,才确定了它在电力电子技术中的重要地位。
理论基础:
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。冲量指窄脉冲的面积。效果基本相同,是指环节的输出响应波形基本相同。低频段非常接近,仅在高频段略有差异。
图3 用PWM波代替正弦半波
要改变等效输出正弦波幅值,按同一比例改变各脉冲宽度即可。
PWM电流波: 电流型逆变电路进行PWM控制,得到的就是PWM电流波。
PWM波形可等效的各种波形:
直流斩波电路:等效直流波形
SPWM波:等效正弦波形,还可以等效成其他所需波形,如等效所需非正弦交流波形等,其基本原理和SPWM控制相同,也基于等效面积原理。
随着电子技术的发展,出现了多种PWM技术,其中包括:相电压控制PWM、脉宽PWM法、随机PWM、SPWM法、线电压控制PWM等,而本文介绍的是在镍氢电池智能充电器中采用的脉宽PWM法。它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形,通过改变脉冲列的周期可以调频,改变脉冲的宽度或占空比可以调压,采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。可以通过调整PWM的周期、PWM的占空比而达到控制充电电流的目的。
PWM技术的具体应用
PWM软件法控制充电电流
本方法的基本思想就是利用单片机具有的PWM端口,在不改变PWM方波周期的前提下,通过软件的方法调整单片机的PWM控制寄存器来调整PWM的占空比,从而控制充电电流。本方法所要求的单片机必须具有ADC端口和PWM端口这两个必须条件,另外ADC的位数尽量高,单片机的工作速度尽量快。在调整充电电流前,单片机先快速读取充电电流的大小,然后把设定的充电电流与实际读取到的充电电流进行比较,若实际电流偏小则向增加充电电流的方向调整PWM 的占空比;若实际电流偏大则向减小充电电流的方向调整PWM的占空比。在软件PWM的调整过程中要注意ADC的读数偏差和电源工作电压等引入的纹波干扰,合理采用算术平均法等数字滤波技术。软件PWM法具有以下优缺点。
优点:
简化了PWM的硬件电路,降低了硬件的成本。利用软件PWM不用外部的硬件PWM和电压比较器,只需要功率MOSFET、续流磁芯、储能电容等元器件,大大简化了外围电路。
可控制涓流大小。在PWM控制充电的过程中,单片机可实时检测ADC端口上充电电流的大小,并根据充电电流大小与设定的涓流进行比较,以决定PWM占空比的调整方向。
电池唤醒充电。单片机利用ADC端口与PWM的寄存器可以任意设定充电电流的大小,所以,对于电池电压比较低的电池,在上电后,可以采取小电流充一段时间的方式进行充电唤醒,并且在小电流的情况下可以近似认为恒流,对电池的冲击破坏也较小。
缺点:
电流控制精度低。充电电流的大小的感知是通过电流采样电阻来实现的,采样电阻上的压降传到单片机的ADC输入端口,单片机读取本端口的电压就可以知道充电电流的大小。若设定采样电阻为Rsample(单位为Ω),采样电阻的压降为Vsample(单位为mV), 10位ADC的参考电压为5.0V。则ADC的1 LSB对应的电压值为 5000mV/1024≈5mV。一个5mV的数值转换成电流值就是50mA,所以软件PWM电流控制精度最大为50mA。若想增加软件PWM的电流控制精度,可以设法降低ADC的参考电压或采用10位以上ADC的单片机。
PWM采用软启动的方式。在进行大电流快速充电的过程中,充电从停止到重新启动的过程中,由于磁芯上的反电动势的存在,所以在重新充电时必须降低PWM的有效占空比,以克服由于软件调整PWM的速度比较慢而带来的无法控制充电电流的问题。
充电效率不是很高。在快速充电时,因为采用了充电软启动,再加上单片机的PWM调整速度比较慢,所以实际上停止充电或小电流慢速上升充电的时间是比较大的。
为了克服2和3缺点带来的充电效率低的问题,我们可以采用充电时间比较长,而停止充电时间比较短的充电方式,例如充2s停50ms,再加上软启动时的电流慢速启动折合成的停止充电时间,设定为50ms,则实际充电效率为(2000ms-100ms)/2000ms=95%,这样也可以保证充电效率在90%以上。
纯硬件PWM法控制充电电流
由于单片机的工作频率一般都在4MHz左右,由单片机产生的PWM的工作频率是很低的,再加上单片机用ADC方式读取充电电流需要的时间,因此用软件PWM的方式调整充电电流的频率是比较低的,为了克服以上的缺陷,可以采用外部高速PWM的方法来控制充电电流。现在智能充电器中采用的PWM控制芯片主要有TL494等,本PWM控制芯片的工作频率可以达到300kHz以上,外加阻容元件就可以实现对电池充电过程中的恒流限压作用,单片机只须用一个普通的I/O端口控制TL494使能即可。另外也可以采用电压比较器替代TL494,如LM393和LM358等。采用纯硬件PWM具有以下优缺点。
优点:
电流精度高。充电电流的控制精度只与电流采样电阻的精度有关,与单片机没有关系。不受软件PWM的调整速度和ADC的精度限制。
充电效率高。不存在软件PWM的慢启动问题,所以在相同的恒流充电和相同的充电时间内,充到电池中的能量高。
对电池损害小。由于充电时的电流比较稳定,波动幅度很小,所以对电池的冲击很小,另外TL494还具有限压作用,可以很好地保护电池。
缺点:
硬件的价格比较贵。TL494的使用在带来以上优点的同时,增加了产品的成本,可以采用LM358或LM393的方式进行克服。
涓流控制简单,并且是脉动的。电池充电结束后,一般采用涓流充电的方式对电池维护充电,以克服电池的自放电效应带来的容量损耗。单片机的普通I/O控制端口无法实现PWM端口的功能,即使可以用软件模拟的方法实现简单的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,所以最终采用的还是脉冲充电的方式,例如在10%的时间是充电的,在另外90%时间内不进行充电。这样对充满电的电池的冲击较小。
单片机 PWM控制端口与硬件PWM融合
对于单纯硬件PWM的涓流充电的脉动问题,可以采用具有PWM端口的单片机,再结合外部PWM芯片即可解决涓流的脉动性。
在充电过程中可以这样控制充电电流:采用恒流大电流快速充电时,可以把单片机的PWM输出全部为高电平(PWM控制芯片高电平使能)或低电平(PWM控制芯片低电平使能);当进行涓流充电时,可以把单片机的PWM控制端口输出PWM信号,然后通过测试电流采样电阻上的压降来调整PWM的占空比,直到符合要求为止。
PWM一般选用电压控制型逆变器,是通过改变功率晶体管交替导通的时间来改变逆变器输出波形的频率,改变每半周期内晶体管的通断时间比,也就是说通过改变脉冲宽度来改变逆变器输出电压副值的大小。
其整流部分与逆变部分基本是对称的。
总之,最后的输出波形可调,副值可调,甚至功率因数也可调,不过,好象都是用正弦波做为基波的啦。
⑨ 单片机PWM能能直接控制一个恒流电源驱动的LED
可以,单片机PWM是能直接控制一个恒流电源驱动的LED的。
PWM控制技术以其控制简单,灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式,也是人们研究的热点。由于当今科学技术的发展已经没有了学科之间的界限,结合现代控制理论思想或实现无谐振波开关技术将会成为PWM控制技术发展的主要方向之一。式,其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置,来实现晶体管或MOS管导通时间的改变,从而实现开关稳压电源输出的改变。这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定,是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。