传统PWM控制与移相PWM控制电路在硬件电路上有什么区别?
硬件上的最主要区别在于PWM发生电路不同。
考虑如下全桥电路：
此电路中，左半桥臂与右半桥臂用于驱动变压器原边绕组或是直流电机时，传统控制方法类似先开左半桥臂上管与右半桥臂下管，然后关断左半桥臂上管和右半桥臂下管，经过若干死区时间后开启左半桥臂下管和右半桥臂上管。在传统PWM工作过程中，这两个开关的开启和关闭时同时的。
而移相全桥相当于，想要开通左半桥臂的上管和右半桥臂的下管，要先开通左半桥臂的上管，经过一段时间后在开通右半桥臂的下管，关闭时也是先关左半桥臂的上管与右半桥臂的下管（也称左半桥臂为超前桥臂，右半桥臂为滞后桥臂），另两个开关管也是左先开，先关。
好处就是与传统PWM控制方法相比，移相PWM能够形成软开关条件，节约开通关断损耗。
细节请参考“移相全桥软开关”。
由于超前和滞后的存在，所以与传统PWM控制相比，硬件上要求栅极驱动能够满足此超前滞后要求（比如上下两个桥臂的驱动是没有互锁保护的（有互锁保护也可以，但是输入波形要满足时序），或是带使能端的），还有PWM的产生电路也要能够产生相应波形（比如单片机、DSP等可编程的方案可以产生，但是一些PWM发生芯片就不可以）。
PWM控制电路 CPLD VHDL 在直流伺服控制系统中，通过专用集成芯片或中小规模的数字集成电路构成的传统PWM控制电路往往存在电路设计复杂，体积大，抗干扰能力差以及设计困难、设计周期长等缺点�因此PWM控制电路的模块化、集成化已成为发展趋势。它不仅可以使系统体积减小、重量减轻且功耗降低，同时可使系统的可靠性大大提高。随着电子技术的发展，特别是专用集成电路（ASIC）设计技术的日趋完善，数字化的电子自动化设计（EDA）工具给电子设计带来了巨大变革，尤其是硬件描述语言的出现，解决了传统电路原理图设计系统工程的诸多不便。针对以上情况，本文给出一种基于复杂可编程逻辑器件（CPLD）的PWM控制电路设计和它的仿真波形。
1 PWM控制电路基本原理 为了实现直流伺服系统的H型单极模式同频PWM可逆控制，一般需要产生四路驱动信号来实现电机的正反转切换控制。当PWM控制电路工作时，其中H桥一侧的两路驱动信号的占空比相同但相位相反，同时随控制信号改变并具有互锁功能；而另一侧上臂为低电平，下臂为高电平。另外，为防止桥路同侧对管的导通，还应当配有延时电路。设计的整体模块见图1所示。其中，d[7:0]矢量用于为微机提供调节占空比的控制信号，cs为微机提供控制电机正反转的控制信号，clk为本地晶振频率，qout[3:0]矢量为四路信号输出。其内部原理图如图2所示。该设计可得到脉冲周期固定（用软件设置分频器I9可改变PWM开关频率，但一旦设置完毕，则其脉冲周期将固定）、占空比决定于控制信号、分辨力为1／256的PWM信号。I8模块为脉宽锁存器，可实现对来自微机的控制信号d[7：0]的锁存,d[7：0]的向量值用于决定PWM信号的占空比。clk本地晶振在经I9分频模块分频后可为PWM控制电路中I12计数器模块和I11延时模块提供内部时钟。I12计数器在每个脉冲的上升沿到来时加1，当计数器的数值为00H或由0FFH溢出时，它将跳到00H时，cao输出高电平至I7触发器模块的置位端，I7模块输出一直保持高电平。当I8锁存器的值与I12计数器中的计数值相同时，信号将通过I13比较器模块比较并输出高电平至I7模块的复位端，以使I7模块输出低电平。当计数器再次溢出时，又重复上述过程。I7为RS触发器，经过它可得到两路相位相反的脉宽调制波，并可实现互锁。I11为延时模块，可防止桥路同侧对管的导通，I10模块为脉冲分配电路，用于输出四路满足设计要求的信号。CS为I10模块的控制信号，用于控制电机的正反转。
2 电路设计 本设计采用的是Lattice半导体公司推出的is-plever开发平台，该开发平台定位于复杂设计的简单工具。它采用简明的设计流程并完整地集成了Leonardo Spectrum的VHDL综合工具和ispVMTM系统，因此，无须第三方设计工具便可完成整个设计流程。在原理设计方面，本设计采用自顶向下、层次化、模块化的设计思想，这种设计思想的优点是符合人们先抽象后具体，先整体后局部的思维习惯。其设计出的模块修改方便，不影响其它模块，且可重复使用，利用率高。本文仅就原理图中的I12计数器模块和I11延迟模块进行讨论。计数器模块的VHDL程序设计如下：entity counter isport(clk: in std logic; Q : out std logic vector(7 downto 0); cao: out std_logic); end counter; architecture a_counter of counter issignal Qs: std_logic_vector(7 downto 0); signal reset: std_logic; signal caolock: std_logic; beginprocess(clk,reset) beginif(reset＝‘1’)thenQs＜＝“00000000”; elsif clk’event and clk＝‘1’ thenQs＜＝Qs＋‘1’; end if; end process; reset＜＝‘1’ when Qs＝255 else ‘0’; caolock＜＝‘1’ when Qs＝0 else ‘0’; Q＜＝Qs; cao＜＝reset or caolock; end a_counter;
图2 PWM可逆控制电路原理图
在原理图中，延迟模块必不可少，其功能是对PWM波形的上升沿进行延时，而不影响下降沿，从而确保桥路同侧不会发生短路。其模块的VHDL程序如下：entity delay isport(clk: in std_logic; input: in std_logic_vector(1 downto 0); output:out std_logic_vector(1 downto 0) end delay; architecture a_delay of delay issignal Q1,Q2,Q3,Q4: std_logic; beginprocess(clk) beginif clk’event and clk＝‘1’ thenQ3＜＝Q2; Q2＜＝Q1; Q1＜＝input(1); end if; end process; Q4＜＝not Q3; output(1)＜＝input(1)and Q3; output(0)＜＝input(0)and Q4; end a_delay;
硬件上的最主要区别在于PWM发生电路不同。
考虑如下全桥电路：
此电路中，左半桥臂与右半桥臂用于驱动变压器原边绕组或是直流电机时，传统控制方法类似先开左半桥臂上管与右半桥臂下管，然后关断左半桥臂上管和右半桥臂下管，经过若干死区时间后开启左半桥臂下管和右半桥臂上管。在传统PWM工作过程中，这两个开关的开启和关闭时同时的。
而移相全桥相当于，想要开通左半桥臂的上管和右半桥臂的下管，要先开通左半桥臂的上管，经过一段时间后在开通右半桥臂的下管，关闭时也是先关左半桥臂的上管与右半桥臂的下管（也称左半桥臂为超前桥臂，右半桥臂为滞后桥臂），另两个开关管也是左先开，先关。
好处就是与传统PWM控制方法相比，移相PWM能够形成软开关条件，节约开通关断损耗。
细节请参考“移相全桥软开关”。
由于超前和滞后的存在，所以与传统PWM控制相比，硬件上要求栅极驱动能够满足此超前滞后要求（比如上下两个桥臂的驱动是没有互锁保护的（有互锁保护也可以，但是输入波形要满足时序），或是带使能端的），还有PWM的产生电路也要能够产生相应波形（比如单片机、DSP等可编程的方案可以产生，但是一些PWM发生芯片就不可以）。
PWM控制电路 CPLD VHDL 在直流伺服控制系统中，通过专用集成芯片或中小规模的数字集成电路构成的传统PWM控制电路往往存在电路设计复杂，体积大，抗干扰能力差以及设计困难、设计周期长等缺点?因此PWM控制电路的模块化、集成化已成为发展趋势。它不仅可以使系统体积减小、重量减轻且功耗降低，同时可使系统的可靠性大大提高。随着电子技术的发展，特别是专用集成电路（ASIC）设计技术的日趋完善，数字化的电子自动化设计（EDA）工具给电子设计带来了巨大变革，尤其是硬件描述语言的出现，解决了传统电路原理图设计系统工程的诸多不便。针对以上情况，本文给出一种基于复杂可编程逻辑器件（CPLD）的PWM控制电路设计和它的仿真波形。
1 PWM控制电路基本原理 为了实现直流伺服系统的H型单极模式同频PWM可逆控制，一般需要产生四路驱动信号来实现电机的正反转切换控制。当PWM控制电路工作时，其中H桥一侧的两路驱动信号的占空比相同但相位相反，同时随控制信号改变并具有互锁功能；而另一侧上臂为低电平，下臂为高电平。另外，为防止桥路同侧对管的导通，还应当配有延时电路。设计的整体模块见图1所示。其中，d[7:0]矢量用于为微机提供调节占空比的控制信号，cs为微机提供控制电机正反转的控制信号，clk为本地晶振频率，qout[3:0]矢量为四路信号输出。其内部原理图如图2所示。该设计可得到脉冲周期固定（用软件设置分频器I9可改变PWM开关频率，但一旦设置完毕，则其脉冲周期将固定）、占空比决定于控制信号、分辨力为1／256的PWM信号。I8模块为脉宽锁存器，可实现对来自微机的控制信号d[7：0]的锁存,d[7：0]的向量值用于决定PWM信号的占空比。clk本地晶振在经I9分频模块分频后可为PWM控制电路中I12计数器模块和I11延时模块提供内部时钟。I12计数器在每个脉冲的上升沿到来时加1，当计数器的数值为00H或由0FFH溢出时，它将跳到00H时，cao输出高电平至I7触发器模块的置位端，I7模块输出一直保持高电平。当I8锁存器的值与I12计数器中的计数值相同时，信号将通过I13比较器模块比较并输出高电平至I7模块的复位端，以使I7模块输出低电平。当计数器再次溢出时，又重复上述过程。I7为RS触发器，经过它可得到两路相位相反的脉宽调制波，并可实现互锁。I11为延时模块，可防止桥路同侧对管的导通，I10模块为脉冲分配电路，用于输出四路满足设计要求的信号。CS为I10模块的控制信号，用于控制电机的正反转。
2 电路设计 本设计采用的是Lattice半导体公司推出的is-plever开发平台，该开发平台定位于复杂设计的简单工具。它采用简明的设计流程并完整地集成了Leonardo Spectrum的VHDL综合工具和ispVMTM系统，因此，无须第三方设计工具便可完成整个设计流程。在原理设计方面，本设计采用自顶向下、层次化、模块化的设计思想，这种设计思想的优点是符合人们先抽象后具体，先整体后局部的思维习惯。其设计出的模块修改方便，不影响其它模块，且可重复使用，利用率高。本文仅就原理图中的I12计数器模块和I11延迟模块进行讨论。计数器模块的VHDL程序设计如下：entity counter isport(clk: in std logic; Q : out std logic vector(7 downto 0); cao: out std_logic); end counter; architecture a_counter of counter issignal Qs: std_logic_vector(7 downto 0); signal reset: std_logic; signal caolock: std_logic; beginprocess(clk,reset) beginif(reset＝‘1’)thenQs＜＝“00000000”; elsif clk’event and clk＝‘1’ thenQs＜＝Qs＋‘1’; end if; end process; reset＜＝‘1’ when Qs＝255 else ‘0’; caolock＜＝‘1’ when Qs＝0 else ‘0’; Q＜＝Qs; cao＜＝reset or caolock; end a_counter;
在原理图中，延迟模块必不可少，其功能是对PWM波形的上升沿进行延时，而不影响下降沿，从而确保桥路同侧不会发生短路。其模块的VHDL程序如下：entity delay isport(clk: in std_logic; input: in std_logic_vector(1 downto 0); output:out std_logic_vector(1 downto 0) end delay; architecture a_delay of delay issignal Q1,Q2,Q3,Q4: std_logic; beginprocess(clk) beginif clk’event and clk＝‘1’ thenQ3＜＝Q2; Q2＜＝Q1; Q1＜＝input(1); end if; end process; Q4＜＝not Q3; output(1)＜＝input(1)and Q3; output(0)＜＝input(0)and Q4; end a_delay;
简单的说，传统PWM控制比较简单，在开关转换关断时间区，瞬间同时存在大电压与大关断电流，造成了较大的热损耗及对器件很大的冲击，不但转换效率差，而且散热要求高，器件容易损坏。
而移相控制充分考虑到关断时间高电压的冲击，对开关进行提前或延后，达到零电流或零电压开关状态切换，损耗小，效率高，散热要求低，器件可以更集成化小型化。
13161086199：传统PWM控制与移相PWM控制电路在硬件电路上有什么区别?
池婉炎
：答：硬件上的最主要区别在于PWM发生电路不同。考虑如下全桥电路：此电路中，左半桥臂与右半桥臂用于驱动变压器原边绕组或是直流电机时，传统控制方法类似先开左半桥臂上管与右半桥臂下管，然后关断左半桥臂上管和右半桥臂下管，经过若干死区时间后开启左半桥臂下管和右半桥臂上管。在传统PWM工作过程...
13161086199：PWM电路的PWM电路的控制原理
池婉炎
：答：PWM 电路基本原理依据: 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相同。PWM 控制原理, 将波形分为6 等份, 可由6 个方波等效替代。脉宽调制的 分类方法有多种,如单极性与双极性, 同步式与异步式, 矩形波调制与正弦波调制等。单极性PWM 控制法指在半个周期内载波只在一个方向变换, ...
13161086199：急!!!pwm控制电路与相控电路的区别
池婉炎
：答：1 PWM控制电路基本原理 为了实现直流伺服系统的H型单极模式同频PWM可逆控制，一般需要产生四路驱动信号来实现电机的正反转切换控制。当PWM控制电路工作时，其中H桥一侧的两路驱动信号的占空比相同但相位相反，同时随控制信号改变并具有互锁功能；而另一侧上臂为低电平，下臂为高电平。另外，为防止桥路同侧对...
13161086199：pwm控制的基本原理
池婉炎
：答：PWM（Pulse Width Modulation）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...
13161086199：pwm控制的基本原理
池婉炎
：答：pwm控制的基本原理如下：控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形，也就是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲，使各脉冲的等值电压为正弦波形，所获得的输出平滑且低次谐波少，按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可...
13161086199：什么是移相控制电路,有什么作用
池婉炎
：答：移相触发是早期触发可控硅的触发器。它是通过调速电阻值来改变电容的充放电时间再来改变单结晶管的振荡频率，实际改变控制可控硅的触发角。早期可控可是依靠这样改变阻容移相线路来控制。所为移相就是改变可控硅的触发角大小，也叫改变可控硅的初相角。故称移相触发线路。
13161086199：单向全桥逆变电路的移相调压和pwm调压一样吗
池婉炎
：答：单向全桥逆变电路的移相调压和pwm调压相比pwm调压不一样。单向全桥逆变电路的移相调压不可以同时调频调压，而且控制谐波含量高。pwm调压可以同时调频调压，谐波含量少。所以单向全桥逆变电路的移相调压和pwm调压相比pwm调压不一样。
13161086199：单片机控制PWM 要用到双向可控硅 求相关电路图和程序(最好是C语言的...
池婉炎
：答：这个我经常用，电机调速控制，严格说这不是PWM，是可控硅移相触发。电路很简单，一个可控硅触发电路，一个过零检测电路，配合一段中断服务程序就能完成。不知道你应用的一些详情，简单说一下思路。可控硅触发一般使用MOC3021，相关手册上有典型电路，CPU端接一个GPIO就可以。闭环控制时过零检测不需要很精确...
13161086199：移相控制式和pwm控制模式都能作为有源逆变的控制模式,就实现电能回馈而 ...
池婉炎
：答：相位控制只能控制50Hz的方波，这样谐波比较大，并且频率低，噪声也大，效率也低。PWM逆变的载波频率高，谐波小，效率高，噪声也可控，但是开关损耗比较大。但是需要更多的功率器件，而且只能采用IGBT等全控器件，成本较高。目前在PWM逆变所能够实现的最大功率比相控逆变所能实现的最大功率要小。所以在超大...
13161086199：PWM电路的工作原理
池婉炎
：答：Modulation,PWM）是通过对一系列脉冲的宽度进行调制，等效地获得所需要的波形（含形状和幅值）。脉宽调制是一种应用比较普通的控制方式，脉宽调制是保持逆变器的工作频率不变，即载波频率不变，而通过改变IGBT的导通时间或截至时间来改变占空比的调制方式。脉宽调制的原理，把一个正弦半波分为若干等份，然后...
