關(guān)于PWM調(diào)節(jié)電壓穩(wěn)定的求解

ID:1107043 · 發(fā)表于 2024-6-19 13:44

各位大佬，我現(xiàn)在遇到一個(gè)問題，我有一個(gè)基準(zhǔn)電壓，一個(gè)調(diào)節(jié)電壓。調(diào)節(jié)電壓是使用PWM控制。但是現(xiàn)在PWM在控制電壓時(shí)，總是會(huì)有波動(dòng)；比如：我的基準(zhǔn)電壓是1.23V,但是調(diào)節(jié)電壓是有PWM控制的，所以一直會(huì)忽高忽低。請(qǐng)問有什么辦法可以讓調(diào)節(jié)電壓或者是PWM穩(wěn)定下來。（PWM在程序中一直自動(dòng)調(diào)節(jié)）；我目前的是讀取基準(zhǔn)電壓和調(diào)節(jié)電壓，比較，然后控制PWM的加或者減。一直無法穩(wěn)定；（注，該電壓在后續(xù)電流我是經(jīng)過運(yùn)放的，所以在后續(xù)的電路中波動(dòng)的更加明顯）�。�！求解啊各位大佬

ID:161164 · 發(fā)表于 2024-6-19 14:51

PID了解一下

ID:344848 · 發(fā)表于 2024-6-20 00:35

最好曬一下圖嗎？你說的基準(zhǔn)電壓是專用芯片產(chǎn)生的？還是自己搭建？

ID:1107043 · 發(fā)表于 2024-6-20 08:10

ADC是采集回來的電壓。V_ADC是基準(zhǔn)電壓。PWM2的改變可以改變采樣ADC

ID:491875 · 發(fā)表于 2024-6-20 09:31

對(duì)輸出的調(diào)節(jié)電壓加電容平滑，雖然可能會(huì)使調(diào)節(jié)滯后

ID:879348 · 發(fā)表于 2024-6-20 15:41

單片機(jī)控制就是這樣的，整個(gè)環(huán)路反應(yīng)比較慢，需要PID控制才能加快速度，但是PID難免引入過大超調(diào)和精度不足問題，好的電源，單片機(jī)只是控制參考電壓，其他都是硬件完成的

ID:344848 · 發(fā)表于 2024-6-20 16:16

c8t6 發(fā)表于 2024-6-20 08:10
ADC是采集回來的電壓。V_ADC是基準(zhǔn)電壓。PWM2的改變可以改變采樣ADC

建議基準(zhǔn)電壓采用TLV431電路，MCU中的程序采用PID控制，穩(wěn)定和反應(yīng)速度是相互矛盾的，需要找到一個(gè)平衡點(diǎn)，程序可以采用P、PI、PID三種控制，本人通常采用PI控制，缺點(diǎn)是反應(yīng)速度慢了一點(diǎn)，針對(duì)高壓和欠壓有其他電路保障。

ID:344848 · 發(fā)表于 2024-6-20 16:23

另采用TLV431電路，不需要對(duì)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行采集，因?yàn)樗臏仫h范圍完全滿足你的需求。換句話說，即使它發(fā)生了溫飄，你的ADC測量電路也無法測量到它的變化。

ID:123289 · 發(fā)表于 2024-6-20 20:08

控制電壓需要用取樣值，與基準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比。
所以需要將取樣值，處理成與基準(zhǔn)類似的可比電壓即可。
據(jù)此，在你需要控制的電壓處取樣（電壓有波動(dòng)），再進(jìn)行平均（平均方式不限）變成與基準(zhǔn)類似的電壓A，而后再將A與基準(zhǔn)進(jìn)行比較。
由于進(jìn)行平均處理需要時(shí)間，也就是說A不是當(dāng)前值，而是過去的值，有延時(shí)。它會(huì)導(dǎo)致控制不精準(zhǔn)（有時(shí)間差），這就需要用控制理論來指導(dǎo)控制方案。
其中PID是常用的方案。這里就不擴(kuò)展了細(xì)說了。

ID:401564 · 發(fā)表于 2024-6-22 10:52

在電源這一塊,PID控制并不好用,理論上它是可行,但實(shí)際的效果并不好
一般的應(yīng)用是單片機(jī)輸出一個(gè)基準(zhǔn)電壓,再由運(yùn)放或者緩沖器之類的進(jìn)行硬件調(diào)節(jié)
你這都用STM32了,干脆換成片上有DAC的
如果還是用你這個(gè)電路,PWM輸出就只作輸出基準(zhǔn),而不作調(diào)節(jié)
如果說電路一定要有高壓輸出跟進(jìn)調(diào)節(jié)功能的,最好還是選擇硬件調(diào)節(jié),PID有點(diǎn)跟不上

ID:1107043 · 發(fā)表于 2024-6-24 14:47

好的，感謝各位大佬的指點(diǎn)，目前PID的話，沒有了解過。目前本人是打算先濾波吧，讓他盡量的平緩一點(diǎn)，然后是把判斷區(qū)間適當(dāng)?shù)姆艑捯稽c(diǎn)

ID:491577 · 發(fā)表于 2024-7-25 10:42

從樓主的電路圖可以看出樓主對(duì)運(yùn)放不是很熟悉，樓主選的是最差的運(yùn)放LM324，第一：PWM出來用LM324做了電壓跟隨，這個(gè)影響了性能，必須去除，第二：運(yùn)放的反饋電阻選擇不對(duì)，不是只看比值，對(duì)電阻的阻值也是有要求的，LM324偏置電流很大，反饋電阻一般選幾K到幾十K阻值的，樓主選幾百K甚至1M的電阻完全錯(cuò)誤。第三：樓主對(duì)PWM調(diào)壓也不了解，PWM濾波級(jí)數(shù)越多平衡越快，樓主只要一級(jí)濾波肯定不行，起碼要二級(jí)濾波建議用4級(jí)濾波更好，PWM調(diào)壓速度很慢，改變一次PWM后間隔500ms再測量電壓再調(diào)整，如果需要快速就不要用PWM方式。

ID:1034262 · 發(fā)表于 2024-7-25 13:45

足夠高的采樣率+PID

ID:1129742 · 發(fā)表于 2024-7-28 20:20

在使用PWM（脈寬調(diào)制）來控制電壓時(shí)，波動(dòng)是一個(gè)常見的問題，尤其是在沒有適當(dāng)?shù)臑V波和控制策略的情況下。以下是一些可能幫助你穩(wěn)定調(diào)節(jié)電壓的方法：

使用低通濾波器:
PWM信號(hào)本質(zhì)上是一個(gè)方波，通過一個(gè)低通濾波器可以將它轉(zhuǎn)換為一個(gè)更平滑的直流電壓。你可以使用RC電路（電阻和電容）作為低通濾波器，選擇合適的電阻和電容值來濾掉高頻的PWM成分，只留下穩(wěn)定的直流部分。

提高PWM頻率:
提高PWM的頻率可以減小輸出電壓的波動(dòng)。高頻PWM信號(hào)經(jīng)過濾波后可以提供更穩(wěn)定的電壓。不過要注意的是，增加頻率也可能帶來其他問題，如功耗增加和電磁干擾（EMI）。

改進(jìn)控制算法:
你提到使用基準(zhǔn)電壓和調(diào)節(jié)電壓的比較來控制PWM，這可能是一個(gè)簡單的比例控制（P控制）。你可以嘗試引入比例-積分-微分（PID）控制算法。PID控制器可以根據(jù)電壓的誤差（基準(zhǔn)電壓與實(shí)際電壓之差），以及誤差的積累和變化率來調(diào)整PWM的占空比，從而更精準(zhǔn)地控制輸出電壓。

增加輸出電壓的電容:
在PWM控制輸出端增加一個(gè)適當(dāng)大小的電容，可以減少電壓波動(dòng)。這是通過電容的充放電特性來平滑電壓變化的。

優(yōu)化運(yùn)放電路設(shè)計(jì):
在運(yùn)放電路中，波動(dòng)可能會(huì)被放大，因此確保你的運(yùn)放電路設(shè)計(jì)是合適的。使用低噪聲的運(yùn)放，并確保電路的布局和布線盡量減少噪聲和干擾。

考慮電源的穩(wěn)定性:
如果你的電源本身不穩(wěn)定或者有噪聲，這也會(huì)導(dǎo)致輸出電壓的波動(dòng)。確保電源穩(wěn)定，可能需要使用穩(wěn)壓器或者更高質(zhì)量的電源。

通過以上方法，你可以逐步減少PWM控制電壓的波動(dòng)，得到更加穩(wěn)定的輸出。如果以上方法嘗試后問題依然存在，可能需要對(duì)你的電路設(shè)計(jì)和控制策略進(jìn)行更深入的分析和優(yōu)化。

ID:1059013 · 發(fā)表于 2024-7-29 10:07

選用運(yùn)放太老舊了，至少得用高速運(yùn)放，現(xiàn)在國產(chǎn)的也很便宜

ID:1129761 · 發(fā)表于 2024-7-29 10:48

PID算法，通過調(diào)整PID參數(shù)（比例、積分和微分），可以實(shí)現(xiàn)更精確的控制，這樣可以平衡快速響應(yīng)與穩(wěn)定性，也可以在PWM信號(hào)輸出之前，可以添加一個(gè)低通濾波器，減少PWM切換帶來的高頻噪聲，這樣可以平滑輸出電壓，減小波動(dòng)

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