PWM如何驱动直流电机
1. 直流电机的工作原理直流电机是一种将电能转化为机械能的设备，电流在电机内部的磁场中产生力矩，推动转子旋转。电机的转速与其接收的电压成正比：电压越高，转速越快。然而，直接调节电压并不方便，于是引入了PWM技术，通过控制电压的平均值来间接调节电机转速。
2. PWM控制电机转速的原理
PWM通过快速切换高低电平来调节电机获取的平均电压。其核心在于占空比，即高电平持续时间与整个周期的比例：
占空比高 → 平均电压大 → 电机转速快
占空比低 → 平均电压小 → 电机转速慢
因此，通过控制PWM信号的占空比，可以精准控制电机的转速。
3. 占空比与转速的关系
占空比决定了电机的平均驱动电压，进而影响电机的转速。占空比公式如下：
平均电压=电源电压×占空比\text{平均电压} = \text{电源电压} \times \text{占空比}平均电压=电源电压×占空比
高占空比 → 高平均电压 → 转速快
低占空比 → 低平均电压 → 转速慢
通过调节占空比的大小，可以更高效、更容易地控制电机的转速，而无需改变电源电压。
4. PWM频率对电机的影响
除了占空比，PWM信号的频率也会影响电机的性能。频率过低时，电机可能会出现“脉动”现象，甚至发出类似蜂鸣器的噪音。这种电磁噪音是由于电机的振动与电流波动一致，尤其在20Hz到20kHz的可听范围内。
解决办法：
提高PWM频率至20kHz以上，超出人耳的可听范围，减少噪音。
使用滤波电路来平滑电流波动，降低机械振动。
5. 电机驱动模块详解（以TB6612为例）
在控制直流电机时，通常使用电机驱动模块。以TB6612为例，它能够控制双电机的速度与方向。TB6612模块的关键引脚和功能如下：
VCC & GND：供电端，VCC接5V或3.3V。
AIN1 & AIN2：控制电机A的方向，组合不同的高低电平来实现正转、反转和停止。
BIN1 & BIN2：类似AIN引脚，控制电机B的方向。
PWM_A & PWM_B：通过输入PWM信号调节电机A和电机B的转速，占空比越高，转速越快。
STBY：模块的待机引脚，需要接高电平以激活模块。
TB6612内部集成了H桥电路，通过控制电流方向实现电机的正反转与刹车功能。H桥结构使得控制变得简单、高效。
6. 占空比、转速与扭矩的关系
PWM不仅可以调节电机的转速，还影响着电机的扭矩。占空比越高，电机获得的电流越多，输出的扭矩也越大。扭矩决定了电机能否推动更大的负载，尤其在重载情况下，高占空比有助于保持足够的扭矩。
总结
PWM技术通过调节占空比来控制直流电机的转速和扭矩，占空比越高，转速和扭矩越大。同时，PWM频率的选择也非常关键，频率过低会导致电机出现振动和噪音，通过提高频率或使用滤波电路可以有效改善这一问题。电机驱动模块如TB6612大大简化了电机的控制，通过H桥电路实现方向和速度的调节。
从官网找例程，从开发板找例程 学习一下的 TB6612是一个非常常见的直流电机驱动模块，它能够高效地控制直流电机的速度和转向。 占空比越大，电机两端平均电压越高，转速越快 通过改变 PWM 信号的占空比，实现电机的正反转和转速调节。 电机驱动模块和单片机有稳定的电源供应，避免因电源不稳定导致电机运行异常。 全桥驱动芯片（如L298N、DRV8833） PWM信号的频率决定了电机的响应速度。频率过高或过低都会影响电机的性能。 设置 PWM 引脚和控制引脚为输出模式，并将电机初始状态设置为停止。 电机供电与单片机逻辑供电分离，避免干扰。 使用单片机的 PWM 引脚连接到电机驱动模块的控制输入端，电机驱动模块的输出端连接到直流电机。常见的电机驱动模块有 L298N、TB6612 等。 PWM通过快速切换高低电平，改变输出方波中高电平所占的时间比例（即占空比），从而调节电机两端的平均电压。由于直流电机的转速与电压成正比，因此占空比越高，电机转速越快 添加大容量电解电容（如1000μF）和TVS二极管，抑制启动冲击和浪涌。 单片机可以生成PWM信号来驱动直流电机，并通过调整PWM信号的占空比来控制电机的转速。 缓慢增加占空比，避免启动电流冲击。 必须使用驱动芯片 提供大电流，添加保护电路。
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