失之毫厘，差之千里！利用PWM做分毫不差的精确控制

1万 · 2018-7-24 11:48

马达控制的需求日渐提升，市场上常见的产品如节能风扇、代步平衡车、3D印表机等等，包括近期为了环保议题全面推广的电动车，都使用了大量的马达控制机能，如何做到高效能及高精度的马达控制成为各厂商的重要技术议题，其中最重要是如何精确控制马达的脉波宽度调变 (Pulse Width Modulation, PWM) 信号，高解析度的 PWM 控制信号可以精准地提供马达所需的驱动电源，并达成高效能的马达控制。
PWM [color=rgba(65, 63, 63, 0.91)][backcolor=rgba(188, 192, 198, 0.17)]是 Pulse Width Modulation [color=rgba(65, 63, 63, 0.91)][backcolor=rgba(188, 192, 198, 0.17)]的缩写，主要用来产生和提供方波输出，使用者可透过程式设定输出波形的频率和占空比 (Duty Cycle)。
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计算公式如下：

• PWM 的频率
= PWM时钟源频率 / (CNR+1)

• 占空比
= (CMR+1) / (CNR+1)
注：CNR (Counter Register)：16位的计数器暂存器；CMR (Compare Register)：16位的比较器暂存器)。

例如：设定 CNR=65535，CMR=65500，可得到 PWM 占空比为：

下图为三相交流马达的示意图，藉由 6 通道 PWM 送出的 6 个闸极控制讯号，将直流电压切割成三相脉波宽度调变的电压，进行三相电压的控制。

1万 · 2018-7-24 11:52

[color=rgba(65, 63, 63, 0.91)][backcolor=rgba(188, 192, 198, 0.17)]控制上需具有 Dead Zone 控制机能，用来做 MOSFET 的保护，特别用在马达的驱动系统，避免上下臂的 MOSFET 同时导通的问题。
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[color=rgba(65, 63, 63, 0.91)][backcolor=rgba(188, 192, 198, 0.17)]

[color=rgba(65, 63, 63, 0.91)][backcolor=rgba(188, 192, 198, 0.17)]新唐科技的 M480系列 可输出高达 192 MHz的 PWM 控制信号，能够最即时地反应动态回授信号，并提供多组 PWM 产生器，包含 2 组 BPWM，各支持 6 通道 PWM 输出，及 12 组EPWM，各支持 1 通道 PWM 输出。PWM时钟源输入给 16 位计数器，并带有可程式设定的 16 位比较器，达成 16 位精度的 PWM 控制，且具有 Dead Zone 控制机能；PWM 中断支持触发 ADC/DAC 转换信号，在三相无刷马达、LED 电源等应用可以提供高解析度及高精度的驱动控制。
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2018-7-24 11:49 上传

[color=rgba(65, 63, 63, 0.91)][backcolor=rgba(188, 192, 198, 0.17)]NuMaker PFM-M487 全功能开发板采用 M487 高效能单片机，整合 10/100 Mbps 以太网接口、USB 2.0 全速和高速介面、SD Card 接口、2 MB SPI Flash和 24 位 Audio CODEC，可搭配 Arduino 模组进行开发，并提供集成介面驱动的 FreeRTOS 及 Arm® Mbed™ OS 等即时操作系统之参考软件，包含丰富完整的函式库与范例程序，同时提供专用专为嵌入式系统打造的 GUI 软件程式库 emWin 和相关开发工具，让产品开发人员可以快速且容易的开发出流畅、有质感的使用者人机显示介面；非常适合用于物联网设备，并可协助使用者快速进行开发验证。
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