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PWM是什么
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原標(biāo)題：PWM是什么
PWM（Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制） 是一種通過調(diào)整脈沖信號的占空比來控制設(shè)備（如電機、LED等）輸出功率或狀態(tài)的技術(shù)。它廣泛應(yīng)用于電子控制領(lǐng)域，具有高效、靈活和成本低廉的特點。
PWM的基本原理
定義
占空比：脈沖信號高電平持續(xù)時間（T_on）與總周期（T）的比值，公式為：
占空比=TTon×100%
頻率：單位時間內(nèi)脈沖信號的周期數(shù)（單位：Hz）。
工作方式
占空比50% → 平均電壓為輸入電壓的50%。
占空比100% → 全功率輸出；占空比0% → 無輸出。
通過快速開關(guān)信號，將直流電轉(zhuǎn)換為一系列高、低電平的脈沖。
平均電壓或功率與占空比成正比。例如：
PWM的應(yīng)用場景
電機控制
直流電機：通過調(diào)節(jié)占空比控制轉(zhuǎn)速。
步進電機：用于細分驅(qū)動，提高精度。
舵機：通過不同占空比的PWM信號控制旋轉(zhuǎn)角度。
LED調(diào)光
改變LED亮度，避免傳統(tǒng)調(diào)光方式的閃爍問題。
電源管理
DC-DC轉(zhuǎn)換器：通過PWM調(diào)節(jié)輸出電壓。
逆變器：將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。
音頻放大
D類放大器：利用PWM實現(xiàn)高效音頻信號放大。
通信
信號調(diào)制：用于無線通信（如紅外遙控）或串行通信。
PWM的實現(xiàn)方式
硬件實現(xiàn)
使用專用PWM控制器芯片（如SG3525）或微控制器內(nèi)置的PWM模塊。
軟件實現(xiàn)
通過定時器中斷或循環(huán)延時生成PWM信號。
優(yōu)點：靈活可調(diào)；缺點：占用CPU資源。
PWM的優(yōu)缺點
| 優(yōu)點 | 缺點 |
|---|---|
| 高效（僅在開關(guān)時耗能） | 需高頻開關(guān)（可能產(chǎn)生EMI） |
| 成本低 | 需濾波器減少紋波 |
| 響應(yīng)速度快 | 復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計需專業(yè)知識 |
PWM與模擬調(diào)制的對比
| 比較項 | PWM | 模擬調(diào)制 |
|---|---|---|
| 實現(xiàn)方式 | 數(shù)字信號（開關(guān)） | 模擬信號（連續(xù)變化） |
| 效率 | 高 | 低 |
| 控制精度 | 高（取決于分辨率） | 中等 |
| 成本 | 低 | 高（需DAC等） |
總結(jié)
PWM是一種通過調(diào)整脈沖信號的占空比來控制設(shè)備輸出功率或狀態(tài)的技術(shù)，廣泛應(yīng)用于電機控制、LED調(diào)光、電源管理等領(lǐng)域。其高效、靈活和成本低廉的特點使其成為電子控制領(lǐng)域的核心技術(shù)之一。
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