關于PWM調節電壓穩定的求解

ID:1107043 · 發表于 2024-6-19 13:44

各位大佬，我現在遇到一個問題，我有一個基準電壓，一個調節電壓。調節電壓是使用PWM控制。但是現在PWM在控制電壓時，總是會有波動；比如：我的基準電壓是1.23V,但是調節電壓是有PWM控制的，所以一直會忽高忽低。請問有什么辦法可以讓調節電壓或者是PWM穩定下來。（PWM在程序中一直自動調節）；我目前的是讀取基準電壓和調節電壓，比較，然后控制PWM的加或者減。一直無法穩定；（注，該電壓在后續電流我是經過運放的，所以在后續的電路中波動的更加明顯）！！！求解啊各位大佬

ID:161164 · 發表于 2024-6-19 14:51

PID了解一下

ID:344848 · 發表于 2024-6-20 00:35

最好曬一下圖嗎？你說的基準電壓是專用芯片產生的？還是自己搭建？

ID:1107043 · 發表于 2024-6-20 08:10

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

ID:491875 · 發表于 2024-6-20 09:31

對輸出的調節電壓加電容平滑，雖然可能會使調節滯后

ID:879348 · 發表于 2024-6-20 15:41

單片機控制就是這樣的，整個環路反應比較慢，需要PID控制才能加快速度，但是PID難免引入過大超調和精度不足問題，好的電源，單片機只是控制參考電壓，其他都是硬件完成的

ID:344848 · 發表于 2024-6-20 16:16

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

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

ID:344848 · 發表于 2024-6-20 16:23

另采用TLV431電路，不需要對基準電壓進行采集，因為它的溫飄范圍完全滿足你的需求。換句話說，即使它發生了溫飄，你的ADC測量電路也無法測量到它的變化。

ID:123289 · 發表于 2024-6-20 20:08

控制電壓需要用取樣值，與基準進行對比。
所以需要將取樣值，處理成與基準類似的可比電壓即可。
據此，在你需要控制的電壓處取樣（電壓有波動），再進行平均（平均方式不限）變成與基準類似的電壓A，而后再將A與基準進行比較。
由于進行平均處理需要時間，也就是說A不是當前值，而是過去的值，有延時。它會導致控制不精準（有時間差），這就需要用控制理論來指導控制方案。
其中PID是常用的方案。這里就不擴展了細說了。

ID:401564 · 發表于 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,但實際的效果并不好
一般的應用是單片機輸出一個基準電壓,再由運放或者緩沖器之類的進行硬件調節
你這都用STM32了,干脆換成片上有DAC的
如果還是用你這個電路,PWM輸出就只作輸出基準,而不作調節
如果說電路一定要有高壓輸出跟進調節功能的,最好還是選擇硬件調節,PID有點跟不上

ID:1107043 · 發表于 2024-6-24 14:47

好的，感謝各位大佬的指點，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，然后是把判斷區間適當的放寬一點

ID:491577 · 發表于 2024-7-25 10:42

從樓主的電路圖可以看出樓主對運放不是很熟悉，樓主選的是最差的運放LM324，第一：PWM出來用LM324做了電壓跟隨，這個影響了性能，必須去除，第二：運放的反饋電阻選擇不對，不是只看比值，對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的電阻完全錯誤。第三：樓主對PWM調壓也不了解，PWM濾波級數越多平衡越快，樓主只要一級濾波肯定不行，起碼要二級濾波建議用4級濾波更好，PWM調壓速度很慢，改變一次PWM后間隔500ms再測量電壓再調整，如果需要快速就不要用PWM方式。

ID:1034262 · 發表于 2024-7-25 13:45

足夠高的采樣率+PID

ID:1129742 · 發表于 2024-7-28 20:20

在使用PWM（脈寬調制）來控制電壓時，波動是一個常見的問題，尤其是在沒有適當的濾波和控制策略的情況下。以下是一些可能幫助你穩定調節電壓的方法：

使用低通濾波器:
PWM信號本質上是一個方波，通過一個低通濾波器可以將它轉換為一個更平滑的直流電壓。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。高頻PWM信號經過濾波后可以提供更穩定的電壓。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）。

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

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

優化運放電路設計:
在運放電路中，波動可能會被放大，因此確保你的運放電路設計是合適的。使用低噪聲的運放，并確保電路的布局和布線盡量減少噪聲和干擾。

考慮電源的穩定性:
如果你的電源本身不穩定或者有噪聲，這也會導致輸出電壓的波動。確保電源穩定，可能需要使用穩壓器或者更高質量的電源。

通過以上方法，你可以逐步減少PWM控制電壓的波動，得到更加穩定的輸出。如果以上方法嘗試后問題依然存在，可能需要對你的電路設計和控制策略進行更深入的分析和優化。

ID:1059013 · 發表于 2024-7-29 10:07

選用運放太老舊了，至少得用高速運放，現在國產的也很便宜

ID:1129761 · 發表于 2024-7-29 10:48

PID算法，通過調整PID參數（比例、積分和微分），可以實現更精確的控制，這樣可以平衡快速響應與穩定性，也可以在PWM信號輸出之前，可以添加一個低通濾波器，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

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關于PWM調節電壓穩定的求解