软件PWM法具哪些优缺点

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简介:软件PWM法具哪些优缺点 PWM软件法控制充电电流 本方法的基本思想就是利用单片机具有的PWM端口,在不改变PWM方波周期的前提下,通过软件的方法调整单片机的PWM控制寄存器来调整PWM的占空比,从而控制充电电流。本方法所要求的单片机必须具有ADC端口和PWM端口......

软件PWM法具哪些优缺点

PWM软件法控制充电电流

本方法的基本思想就是利用单片机具有的PWM端口,在不改变PWM方波周期的前提下,通过软件的方法调整单片机的PWM控制寄存器来调整PWM的占空比,从而控制充电电流。本方法所要求的单片机必须具有ADC端口和PWM端口这两个必须条件,另外ADC的位数尽量高,单片机的工作速度尽量快。在调整充电电流前,单片机先快速读取充电电流的大小,然后把设定的充电电流与实际读取到的充电电流进行比较,若实际电流偏小则向增加充电电流的方向调整PWM 的占空比;若实际电流偏大则向减小充电电流的方向调整PWM的占空比。在软件PWM的调整过程中要注意ADC的读数偏差和电源工作电压等引入的纹波干扰,合理采用算术平均法等数字滤波技术。软件PWM法具有以下优缺点。

优点:

简化了PWM的硬件电路,降低了硬件的成本。利用软件PWM不用外部的硬件PWM和电压比较器,只需要功率MOSFET、续流磁芯、储能电容等元器件,大大简化了外围电路。

可控制涓流大小。在PWM控制充电的过程中,单片机可实时检测ADC端口上充电电流的大小,并根据充电电流大小与设定的涓流进行比较,以决定PWM占空比的调整方向。

电池唤醒充电。单片机利用ADC端口与PWM的寄存器可以任意设定充电电流的大小,所以,对于电池电压比较低的电池,在上电后,可以采取小电流充一段时间的方式进行充电唤醒,并且在小电流的情况下可以近似认为恒流,对电池的冲击破坏也较小。

缺点:

电流控制精度低。充电电流的大小的感知是通过电流采样电阻来实现的,采样电阻上的压降传到单片机的ADC输入端口,单片机读取本端口的电压就可以知道充电电流的大小。若设定采样电阻为Rsample(单位为Ω),采样电阻的压降为Vsample(单位为mV), 10位ADC的参考电压为5.0V。则ADC的1 LSB对应的电压值为 5000mV/1024≈5mV。一个5mV的数值转换成电流值就是50mA,所以软件PWM电流控制精度最大为50mA。若想增加软件PWM的电流控制精度,可以设法降低ADC的参考电压或采用10位以上ADC的单片机。

PWM采用软启动的方式。在进行大电流快速充电的过程中,充电从停止到重新启动的过程中,由于磁芯上的反电动势的存在,所以在重新充电时必须降低PWM的有效占空比,以克服由于软件调整PWM的速度比较慢而带来的无法控制充电电流的问题。

充电效率不是很高。在快速充电时,因为采用了充电软启动,再加上单片机的PWM调整速度比较慢,所以实际上停止充电或小电流慢速上升充电的时间是比较大的。

为了克服2和3缺点带来的充电效率低的问题,我们可以采用充电时间比较长,而停止充电时间比较短的充电方式,例如充2s停50ms,再加上软启动时的电流慢速启动折合成的停止充电时间,设定为50ms,则实际充电效率为(2000ms-100ms)/2000ms=95%,这样也可以保证充电效率在90%以上。

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