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pwm脉宽调制原理

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PWM(脉宽调制)原理
PWM(Pulse Width Modulation,脉宽调制)是一种通过调节数字信号脉冲的宽度(占空比),来等效控制输出平均电压或功率的技术。其核心原理如下:


1. 基本原理

  • 周期性脉冲信号:PWM信号由固定频率的方波组成,每个周期包含高电平(ON)和低电平(OFF)两部分。
  • 占空比(Duty Cycle)
    定义为高电平时间占整个周期的比例,公式为:
    [ \text{占空比} = \frac{\text{高电平时间}}{\text{周期时间}} \times 100\% ]
  • 等效平均电压
    通过调节占空比,输出的平均电压随占空比线性变化:
    [ V{\text{avg}} = \text{占空比} \times V{\text{max}} ] 例如:若占空比为30%,最大电压为12V,则平均电压为3.6V。

2. 工作方式

  • 开关控制:PWM通过快速切换电源的“开”和“关”,利用电子元件的惯性(如电感的续流、LED的视觉暂留)将离散脉冲转换为平滑的输出。
  • 数字信号优势:开关器件(如MOSFET)工作在全开或全关状态,功耗低、效率高,避免了模拟控制中的线性损耗。

3. 典型应用

  • 电机调速:占空比越大,电机平均电压越高,转速越快。
  • LED调光:占空比高则亮度高,反之变暗(人眼感知为连续亮度)。
  • 电源转换:用于DC-DC转换器(如Buck、Boost电路),调节输出电压。
  • 音频信号合成:通过高频PWM滤波生成模拟音频信号。

4. 核心优点

  • 高效率:开关器件损耗极小,适合大功率控制。
  • 精确控制:占空比可通过数字微控制器(如Arduino、STM32)精准调节。
  • 抗干扰强:数字信号比模拟信号更稳定,不易受噪声影响。

示例说明

假设用PWM控制LED亮度:

  • 占空比 100%:LED常亮(最大亮度)。
  • 占空比 50%:LED一半时间亮、一半时间灭,人眼感知为中等亮度。
  • 占空比 10%:LED微弱发光。

通过调整占空比,即可实现无级调光,而无需改变实际供电电压。

PWM脉宽调制信号基础介绍

开关电源、逆变器的Mosfet/IGBT驱动控制中,使用的都是PWM脉宽调制信号;有所不同的是,使用PWM的控制策略不一样,可能用的是SPWM,或者用的是SVPWM,或者其他的控制策略。

2023-03-23 16:08:48

用定时器模拟PWM脉宽调制信号

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2024-06-19 10:47:08

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2024-10-31 13:37:28

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xiongcanfei 2022-01-12 06:55:34

怎样采用定时器的方法去实现PWM脉宽调制

PWM是什么?怎样采用定时器的方法去实现PWM脉宽调制呢?

lkjflksjfsa 2021-11-08 06:08:12

有哪几种方式去实现PWM脉宽调制

什么是死区呢?有哪几种方式去实现PWM脉宽调制呢?

hgimtk 2022-01-25 07:13:22

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tutu304725938 2023-03-09 17:15:39

pwm脉宽调制的四种方法有哪些

PWM(Pulse Width Modulation,脉宽调制)是一种常用的数字信号控制模拟信号的技术。它通过改变脉冲的宽度来控制输出电压或电流的平均值,从而实现对模拟信号的控制。PWM技术广泛应用

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芯知识 | PWM脉宽调制)输出和DAC(数模转换器)输出特点及优势解析

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2023-04-18 12:36:32

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2023-04-18 12:41:21

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2023-04-18 12:37:55

基于FPGA的PWM脉宽调制

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2023-06-20 17:19:53

PWM脉宽调制与死区

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基于555PWM脉宽调制电路的概念

说到电机的调速问题,就不得不提一下脉宽调制的概念。所谓脉宽调制就是通过电路产生一定频率的方波,调整方波的占空比来实现功率大小的调整,使得电机或其他负载的功率变化,这也就实现了电机速度的调整,LED

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PWM脉宽调制不工作怎么回事

我试图在一个DSIC33 FJ256MC710A上使用PWM块。由于某种原因,我只能得到通道4来创建信号。为了测试PWM模块,我将模型简化为PWM块,并恒定地输入占空比输入。我已经独立地尝试了每个信道,并且只看到了在第4频道上产生的信号。有什么想法可能不起作用?

香奈儿苦苦奶茶 2020-04-28 12:03:17

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