PWM即脉宽调制技术,它是利用开关元件周期性地开关,调节开关通断时间比例的方式来控制电路的平均电压值,从而达到控制电路的目的。
PWM技术应用广泛,常见于直流电机的控制、LED灯的调光等领域。
PWM刹车是指在直流电机或直流电机控制器断开电源后,利用PWM波产生缓慢降低电压的方式,使电机缓慢停下来,达到一种缓冲的刹车效果,避免电机在运行过程中由于惯性产生的反向电动势损坏电路元件。
与普通的电机刹车不同,普通的刹车是直接给电机通一个电阻或者短接电机两端的导线,让电机通过自身电阻产生一个电流的过程,这种刹车方式的能量产生过程很暴力,会让电机产生一个巨大的电流冲击,损坏控制器电容等电路元件,同时电机在刹车过程中速度急剧下降,容易损坏电机内部零部件。
PWM刹车将脉宽调制器(PWM)的输出电压按照一定规律逐渐降低,使直流电机停止运转。具体的过程如下:
首先,PWM向电机输出一定的电压,使电机开始运转。
在正常运转时,当PWM的输出电压降为0时,直流电机电流会在电压的作用下快速下降,并产生电动势,此时通过横接至电容器的电路,电动势的能量可以在电容器中蓄积下来,为下一次启动提供能量。
在此基础上,设置PWM输出电压呈半正弦波状下降,使电机速度缓慢下降至零,即达到刹车效果。这个过程非常缓慢,通过这种方式可以有效地减轻电机速度过快下降所带来的惯性损伤。
PWM刹车不仅可以提供平稳的刹车效果,避免电路元件受损,而且还有以下优点:
1)对电机负载和动态性能影响较小,不会产生电机失步等问题。
2)能够按需选择刹车时间、刹车斜率等参数,可以实现更加精准、个性化的控制。
3)能够避免由于惯性产生的反向电动势,因此不仅延长了电机寿命,也减少了电机对其他电路元件的损害风险。