PWM控制電機(jī)
(1)雙極模式，即電樞電壓極性是正負(fù)交替的，
優(yōu)點(diǎn)：能正反轉(zhuǎn)運(yùn)行，啟動(dòng)快，調(diào)速精度高，動(dòng)態(tài)性能好，調(diào)速靜差小，調(diào)速范圍大，能加速，減速，剎車，倒轉(zhuǎn)，能在負(fù)載超過(guò)設(shè)定速度時(shí)，提供反向力矩,能克服電機(jī)軸承的靜態(tài)摩擦力，產(chǎn)生非常低的轉(zhuǎn)速。
缺點(diǎn)：控制電路復(fù)雜。
(2)單極模式，即電機(jī)電樞驅(qū)動(dòng)電壓極性是單一的
優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)快，能加速，剎車，能耗制動(dòng)，能量反饋，調(diào)速性能不如雙極模式好，但是相差不多，電機(jī)特性也比較好。如果接成H橋模式，也能實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。
在負(fù)載超速時(shí)也能提供反向力矩。
缺點(diǎn)：剎車時(shí)，不能減速到0，速度接近0速度時(shí)沒(méi)有制動(dòng)力。不能突然倒轉(zhuǎn)。動(dòng)態(tài)性能不好，調(diào)速靜差稍大。
(3)受限單極模式，即除了單極調(diào)制外，能耗制動(dòng)通路受到了限制。
優(yōu)點(diǎn):控制電路簡(jiǎn)單，如果接成H橋模式，也能正反轉(zhuǎn)。
缺點(diǎn):不能剎車，不能能耗制動(dòng),在負(fù)載超過(guò)設(shè)定速度時(shí)不能提供反向力矩。
調(diào)速靜差大，調(diào)速性能很差，穩(wěn)定性也不好。
首先，這里的PWM和PWM 都是已經(jīng)經(jīng)過(guò)處理后，能直接驅(qū)動(dòng)功率管的信號(hào)，而不是單片機(jī)輸出的PWM信號(hào)。
PWM 信號(hào)是和PWM信號(hào)互補(bǔ)的，邏輯上互補(bǔ)，而不是電平的互補(bǔ)。
還有默認(rèn)這兩個(gè)信號(hào)已經(jīng)經(jīng)過(guò)了死區(qū)控制，不回產(chǎn)生同時(shí)導(dǎo)通的問(wèn)題。
除了第一個(gè)圖外，功率管上必須并聯(lián)續(xù)流二極管，要么是MOS管里自帶的，要么就是BJT再并聯(lián)的，或者M(jìn)OS管并聯(lián)肖特基。
其實(shí)我們大家平時(shí)控制電機(jī)用的都是如圖1所示的那種樣子，這種模式叫受限單極調(diào)制，只有加速和調(diào)速功能，是沒(méi)有剎車功能的，電機(jī)速度下降靠負(fù)載摩擦，也沒(méi)有負(fù)力矩。
比如說(shuō)，設(shè)定速度是50%，但是電機(jī)因?yàn)橥饬λ俣冗_(dá)到了60%了，電機(jī)也不會(huì)減速，只有電機(jī)速度超過(guò)100%時(shí)，電機(jī)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)超過(guò)了電源電壓，才會(huì)產(chǎn)生反向力矩，那個(gè)另當(dāng)別論。
像以前的有刷電動(dòng)自行車采用的就是這種控制方法，只能加速，不能減速，速度控制也不精確，但是足夠滿足要求了。
其次，我們想要電機(jī)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，也只不過(guò)是用到了圖2和圖4的樣子，這個(gè)雖然是接成了H橋的樣子，但是實(shí)際上還是受限單極調(diào)制，把圖2的Q4拿掉，Q1變成一個(gè)二極管，電路就又變成了圖1的樣子。其他的圖都同理。
單極調(diào)制和雙極調(diào)制
如果想得到有剎車的功能，就必須使用一個(gè)與PWM信號(hào)互補(bǔ)的PWM信號(hào)。
這個(gè)信號(hào)在PWM關(guān)斷期間，為電機(jī)提供一個(gè)續(xù)流通道，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)電源的同步續(xù)流吧，也有稱之為同步整流。
按道理，那個(gè)二極管也能提供續(xù)流通道如圖6中的Q1,但是用MOS管作為續(xù)流通道有2個(gè)好處，第一，導(dǎo)通壓降低，比二極管發(fā)熱更少，效率更高，第二，二極管上不能產(chǎn)生反向電流，而MOS管可以通過(guò)反向電流
其實(shí)二極管的反向電流對(duì)于MOS管來(lái)講是正向電流，電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)在PWM關(guān)斷時(shí)間的伏秒數(shù) 大于 電源電壓在PWM開(kāi)通時(shí)間加在電機(jī)上的伏秒數(shù)，小于，那么電機(jī)會(huì)產(chǎn)生反向電流,使電機(jī)產(chǎn)生反向力矩，因?yàn)橹绷饔来烹姍C(jī)的力矩是正比例于電流的，反向電流就會(huì)產(chǎn)生反向力矩。
視這個(gè)電流的大小，電機(jī)就能減速或者剎車了。而且電機(jī)上的這個(gè)反向電流還會(huì)在PWM開(kāi)通時(shí)間回饋到電源中去，做到了能量回饋。如果電源是二次電池，那么這是有好處的，如果不是電池的話，會(huì)使母線電壓升高，要做一些能量消耗的措施。
說(shuō)白了，就是你的PWM占空比就能控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，電機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)跟隨的你PWM占空比變化，你的占空比加大，電機(jī)就會(huì)加速，你的占空比減小，電機(jī)就會(huì)減速，你減得快，就相當(dāng)于剎車，如果控制得好，可以做到很迅速但是又很柔和的剎車效果。
但是如果你的占空比突然減到0，就相當(dāng)于把電機(jī)短路了，這是急剎車，會(huì)不會(huì)損壞要看電機(jī)的內(nèi)阻，功率，慣性，還要看功率管的過(guò)載能力。當(dāng)然還考驗(yàn)電機(jī)的機(jī)械強(qiáng)度，因?yàn)檫@種剎車從表面上看，就好像直接用硬物把電機(jī)卡住的效果差不多，發(fā)出的聲響也是十分巨大的金屬聲。
當(dāng)然，還有更急的剎車辦法，就是把電機(jī)切換到反向運(yùn)行狀態(tài)，但是這種方法是有很大的隱患的，往往會(huì)造成器件損壞。
不過(guò)話又說(shuō)回來(lái)了，那種受限單極PWM調(diào)制方法，只能使用這1種剎車或減速模式，既沒(méi)有好的效果，又容易損傷器件。
所以如果需要電機(jī)帶剎車的話，盡量使用單極調(diào)制或雙極調(diào)制，不要使用受限單極調(diào)制模式。
一般電動(dòng)輪椅的電機(jī)都是采用這種模式控制的。
雙極模式：
雙極模式，只有H橋一種接法，而且4只管子同時(shí)工作。如圖11
斜對(duì)角的兩個(gè)管子通相同相位的信號(hào)，如Q1和Q4,而另外兩只管子用與之互補(bǔ)的信號(hào)驅(qū)動(dòng)。在PWM導(dǎo)通器件，電機(jī)兩端的驅(qū)動(dòng)電壓是正的，在PWM關(guān)斷器件，電機(jī)兩端驅(qū)動(dòng)電壓是負(fù)的。
當(dāng)PWM占空比為50%時(shí)，電機(jī)保持靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)PWM占空比大于50%時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)PWM占空比小于50%時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)。
其實(shí)當(dāng)占空比為50%時(shí)，電機(jī)并不是靜止的，而是在原地抖動(dòng)，因?yàn)殡姍C(jī)上的電流也是一個(gè)交流的，這個(gè)抖動(dòng)能有效克服電機(jī)的靜摩擦，使電機(jī)能快速啟動(dòng)，迅速反應(yīng)，適用與需要?jiǎng)討B(tài)性能好的場(chǎng)合，比如說(shuō)，光驅(qū)里面控制光頭前后移動(dòng)的電機(jī)，直流伺服電機(jī)，還有就是現(xiàn)在匠人正做的那個(gè)二輪小車驅(qū)動(dòng)車輪的電機(jī)也適合用這個(gè)方法來(lái)驅(qū)動(dòng)。
當(dāng)然了，單極和雙極調(diào)制也可以把4只管子都關(guān)斷，使電機(jī)自由減速，而不是靠方向力矩來(lái)進(jìn)行減速。
〈烜芯微/XXW〉專業(yè)制造二極管，三極管，MOS管，橋堆等，20年，工廠直銷省20%，上萬(wàn)家電路電器生產(chǎn)企業(yè)選用，專業(yè)的工程師幫您穩(wěn)定好每一批產(chǎn)品，如果您有遇到什么需要幫助解決的,可以直接聯(lián)系下方的聯(lián)系號(hào)碼或加QQ/微信，由我們的銷售經(jīng)理給您精準(zhǔn)的報(bào)價(jià)以及產(chǎn)品介紹
聯(lián)系號(hào)碼：18923864027（同微信）
QQ：709211280