脈沖寬度調(diào)制(PWM)，簡(jiǎn)稱脈寬調(diào)制，是利用微處理器的數(shù)字輸出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從測(cè)量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。
PWM的頻率：是指1秒鐘內(nèi)信號(hào)從高電平到低電平再回到高電平的次數(shù)，也就是說(shuō)一秒鐘PWM有多少個(gè)周期。
如果頻率為50Hz，也就是說(shuō)一個(gè)周期是20ms，那么一秒鐘就有50次PWM周期。
占空比：是一個(gè)脈沖周期內(nèi)，高電平的時(shí)間與整個(gè)周期時(shí)間的比例。
周期：一個(gè)脈沖信號(hào)的時(shí)間，1s內(nèi)測(cè)周期次數(shù)等于頻率。
脈寬時(shí)間：高電平時(shí)間。
上圖中脈寬時(shí)間占總周期時(shí)間的比例，就是占空比。
PWM控制的基本原理
沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果基本相同。沖量指窄脈沖的面積。效果基本相同，是指環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同。低頻段非常接近，僅在高頻段略有差異。
pwm的頻率是指每秒鐘信號(hào)從高電平到低電平再回到高電平的次數(shù)，占空比是高電平持續(xù)時(shí)間和低電平持續(xù)時(shí)間之間的比例。
pwm的頻率越高，其對(duì)輸出的響應(yīng)就會(huì)越快，頻率越低輸出響應(yīng)越慢。
pwm的調(diào)節(jié)作用來(lái)源于對(duì)“占周期”的寬度控制，“占周期”變寬，輸出的能量就會(huì)提高，通過(guò)阻容變換電路所得到的平均電壓也會(huì)上升，“占周期”變窄，輸出的能量就會(huì)降低，通過(guò)阻容變換電路所得到的平均電壓也會(huì)下降。pwm就是通過(guò)這種原理實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換的。
PWM占空比，頻率，周期之間關(guān)系
頻率所涉及的是周期，頻率與周期成倒數(shù)。脈寬與占空比所涉及的是周期。脈寬是在一個(gè)周期內(nèi)高電平所占的時(shí)間，占空比（如其名）為在一個(gè)周期內(nèi)高電平所占的比例。例如：假設(shè)頻率為F，占空比為P，則脈寬=（1/F）*P。
pwm占空比與輸出電壓關(guān)系
PWM部分通過(guò)占空比調(diào)節(jié)使電壓的平均值達(dá)到穩(wěn)壓值，但真正輸出穩(wěn)定電壓是靠PWM后接的電感、電容等組成的濾波器。其中電感將間斷的電壓變成相對(duì)穩(wěn)定的電流，電容再將電流變成相對(duì)穩(wěn)定的電壓。
如果后面接的是直流電機(jī)，那就根本不用電容了，只要穩(wěn)定電流就達(dá)到了目的，等效電壓就是平均電壓。
使用低通濾波器可以變成較平滑的電壓，但是不會(huì)太平滑，因?yàn)槟愕腜WM頻率太低了。可以使用電阻電容組成的低通濾波器，把轉(zhuǎn)折頻率選成30Hz。不過(guò)這樣有個(gè)問(wèn)題，你得到的輸出確實(shí)平滑了，但是頻率也不會(huì)超過(guò)30Hz。
PWM的占空比決定輸出到直流電機(jī)的平均電壓.
PWM不是調(diào)節(jié)電流的.PWM的意思是脈寬調(diào)節(jié)也就是調(diào)節(jié)方波高電平和低電 平的時(shí)間比
一個(gè)20%占空比波形會(huì)有20%的高電平時(shí)間和80%的低電平時(shí)間，
而一個(gè)60%占空比的波形則具有60%的高電平時(shí)間和40%的低電平時(shí)間
占空比越大高電平時(shí)間越長(zhǎng)則輸出的脈沖幅度越高即電壓越高.如果占空比為0%
那么高電平時(shí)間為0則沒(méi)有電壓輸出.如果占空比為100%那么輸出全部電壓.
pwm占空比與輸出電流關(guān)系
pwm占空比越大，功率管導(dǎo)通時(shí)間會(huì)增加，輸出功率越大電流也越大，充電電流也越大，理論上如此。
PWM電流波：電流型逆變電路進(jìn)行PWM控制，得到的就是PWM電流波。
PWM波形可等效的各種波形：
直流斬波電路：等效直流波形
SPWM波：等效正弦波形，還可以等效成其他所需波形，如等效所需非正弦交流波形等，其基本原理和SPWM控制相同，也基于等效面積原理。
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了多種PWM技術(shù)，其中包括：相電壓控制PWM、脈寬PWM法、隨機(jī)PWM、SPWM法、線電壓控制PWM等。
輸出的電壓和電流，以及通過(guò)PWM驅(qū)動(dòng)輸出改變電壓和電流的大小，通過(guò)采集到的電壓和電流與目標(biāo)電壓和電流進(jìn)行對(duì)比，想增大輸出電壓和電流就增加PWM輸出占空比，減少輸出電壓和電流就減小PWM輸出占空比。 |
