[发明专利]一种PWM控制电压的补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及PWM控制电压领域，尤其涉及一种PWM控制电压的补偿方法。

背景技术

使用PWM实现电压控制技术已经遍及整个技术开发领域。无论是从小家电制冷片的电压控制，还是大家电风机转数的控制，PWM控制电压技术基本已经成形。然而对于PWM控制电压的精度并未使用较好或者更简单方法实现对其反馈和补偿处理，从而达到更好控制所需要的电压，或者是说让电压更加稳定。

目前，PWM控制电压都是单片机I/O口产生PWM来实现电压的控制，但对于电压精度和稳定误差比较大，特别是负载受到环境因素影响（如温度）使得电压更加不稳定，而能够产生稳定电压却又需要较多硬件电路，或者一些针对性的芯片做处理，大大增加了成本。具体的缺陷有下列三种：

  （1）单片机I/O口产生PWM控制电压精度不够高，误差大；

  （2）采用特殊芯片进行处理后的电压虽然精度高，但增加了产品研发成本；

    （3）采用硬件进行电压补偿精度稍提高了，但也增加了硬件成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种PWM控制电压的补偿方法，在不增加硬件的同时，提高PWM控制电压的精度。

本发明的技术方案是一种PWM控制电压的补偿方法，包括如下步骤：

    S1、单片机的I/O口P01根据目标电压Vt产生相应的PWM，所述PWM产生初始电压Vst，该初始电压Vst通过电路加载到负载上；其中，当单片机I/O口P01输出低电平时，所述负载两端的实际工作电压Vr为12V，单片机送给所述PWM的计数值Duty为255，PWM计数值Duty与目标电压Vt的关系满足下列公式：

 Duty = 255*Vt/12；

当单片机I/O口P01输出高电平时，所述负载两端的实际工作电压Vr为0V；

S2、单片机I/O口P00通过电路对所述负载进行AD模数采集，采集到的AD采样值在所述单片机中转变后，得到采集电压Vc；

S3、将采集电压Vc和目标电压Vt对比，取二者的差值dalatV，dalatV = Vc–Vt；单片机从得到采集电压Vc后开始计时；

S4、当计时没有达到设定值时，继续计时，当计时到达设定值时，判断dalatV是否大于5；如果dalatV>5，则Duty= Duty-1，且重复步骤S3，当dalatV≤5时，判断dalatV是否小于-5，如果dalatV<-5，则Duty= Duty+1，如果-5≤dalatV≤5，重复步骤S3；以及

S5、所述单片机通过PWM计数值Duty的变化适时调整初始电压Vst，使初始电压Vs与目标电压Vt更接近。

单片机的I/O口P01具备PWM功能，I/O口P00具备AD模数采集功能。首先，单片机的I/O口P01输出PWM，通过转换就可以得到12V或者0V电压。当I/O口P01输出低电平时，负载两端为12V；反之为0V。I/O口P01产生30KHZ以上周期信号，通过调整不同的占空比，得到加载在负载两端的电压。然后，单片机的I/O口P00进行AD模数采集，采集负载反馈回来的电压信号，在软件中根据采集到的AD采样值转变成电压值。这样就可以得到负载实际工作的两端电压值。这样就可以避免虽然已经给了理论上的电压值，但可能因为负载发热等外部因素导致实际工作电压值偏大或者偏小。本技术方案中，通过PWM计数值Duty的变化适时调整初始电压Vst，使初始电压Vs与目标电压Vt更接近，提高了对电压的控制精度，降低了误差；能够形成闭环进行自我反馈并调节；不需要特殊电压处理芯片，降低了成本；不会因为负载变热等外部因素造成电压控制不稳定。

进一步地，所述负载串联20KΩ的电阻R1和5KΩ的电阻R2后接地，所述单片机的I/O口P00通过所述电阻R1来连接所述负载；当所述负载两端的实际工作电压Vr达到12V时，所述电阻R1和电阻R2进行分压；负载两端的实际工作电压Vr满足下列公式：

 Vr=（20+5）/5*Vc=5Vc；                                       (1)

单片机I/O口P00采集到的AD采样值为Sad，采集电压Vc满足下列公式：

  Vc = 5*Sad/1023；                                            (2)

    通过(1)和(2)式，得到Vr与Sad的关系为：

     Vr = 25*Sad/1023。