使用PWM（脉宽调制）实现电源管理的核心策略是通过调节信号的占空比（高电平时间与周期的比值），动态控制供电电压或电流的平均值，从而实现高效、灵活的电源管理。以下是常见策略和应用场景：
1. 动态电压/功率调节
- 原理：通过改变PWM占空比，调整负载的平均电压或电流。
- 节能场景：当系统负载较低时（如CPU空闲），降低占空比以减少功耗。
- 电机调速：调节电机驱动电压，实现无级调速。
- LED调光：控制LED亮度，避免直接改变电压导致的色偏。
2. 负载匹配与效率优化
- 动态频率调整：
- 根据负载需求调整PWM频率，在轻载时降低频率以减少开关损耗（如DC-DC转换器）。
- 重载时提高频率以降低纹波，但需权衡开关损耗。
- 同步整流：在开关电源中，通过PWM控制MOSFET代替二极管整流，降低导通损耗。
3. 多路电源协同管理
- 多路PWM交错控制：
- 多相供电系统中（如CPU多相供电），错开各相PWM的开关时序，降低总输入纹波。
- 应用：服务器电源、大电流负载供电。
- 优先级分配：对不同电路模块分配不同占空比，按需分配功率（如IoT设备中传感器与通信模块的分时供电）。
4. 热管理与保护
- 温控调速：
- 根据温度传感器反馈，动态调节PWM占空比，控制风扇转速（如PC散热系统）。
- 限制功率器件温升，避免过热损坏。
- 过流保护：通过电流采样实时调整PWM占空比，限制最大输出电流。
5. 软启动与浪涌抑制
- 软启动：
- 系统启动时逐步增加PWM占空比，避免突加电压导致的浪涌电流（如电机启动、LED驱动器）。
- 保护电源电路和负载器件。
- 缓关闭：断电时逐步降低占空比，防止电压骤降引发故障。
6. 电池管理
- 充电控制：
- 根据电池电压/电流状态调整PWM占空比，实现恒流/恒压充电（如锂电池充电管理）。
- 电量均衡：在多节电池组中，通过PWM控制均衡电流，延长电池寿命。
7. 数字闭环控制
- 反馈调节：
- 通过ADC采集输出电压/电流，结合PID算法动态调整PWM占空比（如开关电源稳压）。
- 提高系统稳定性和响应速度。
优势与注意事项
- 优势：
- 高效率（尤其开关器件工作在饱和/截止区，损耗低）。
- 灵活性高，易于通过MCU或专用IC实现数字化控制。
- 注意事项：
- 高频PWM可能引入电磁干扰（EMI），需优化布局和滤波。
- 避免开关频率落在敏感频段（如音频范围，导致可闻噪声）。
通过合理设计PWM参数（频率、占空比、死区时间等）并结合反馈机制，PWM可广泛应用于电源转换、电机驱动、照明系统等场景，实现精准、高效的能源分配。
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