在本文中，我們將詳細(xì)討論PWM。它代表脈沖寬度調(diào)制，是一種主要用于使用數(shù)字信號獲取模擬脈沖的技術(shù)。在相關(guān)單片機方案中，它在控制伺服和直流電動機中起著至關(guān)重要的作用。大多數(shù)工業(yè)應(yīng)用都涉及PWM，其中負(fù)載需要脈沖電流，而不是變化的模擬信號。

PWM就像受控開關(guān)一樣工作，主要處理傳遞給負(fù)載的電流。當(dāng)開關(guān)關(guān)閉時，它將指示負(fù)載無電流；當(dāng)開關(guān)打開時，這意味著功率將在沒有壓降的情況下傳遞至負(fù)載。在本文中，我將介紹有關(guān)PWM的基本概念以及它如何在各種應(yīng)用中使用，包括電機、加熱系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制閥和泵。

PWM是主要用于使用數(shù)字源獲取模擬信號的過程。

控制器不過是控制和處理施加到負(fù)載的輸入電流的控制器。PWM在高值和低值之間變化，其中高值指示施加5V，低值指示將接地信號施加到負(fù)載。這里要注意一下，上限值不一定對應(yīng)于5V，它可以是基于負(fù)載工作電壓的任何值。這里提到5V只是為了讓你了解PWM如何在高值和低值之間切換。

我們可以根據(jù)占空比和每秒重復(fù)占空比所需的頻率輕松定義PWM技術(shù)。占空比突出顯示信號在ON和OFF位置之間切換的時間。用百分比表示。如果信號在總占空比的一半保持開啟，而在另一半保持關(guān)閉，則占空比將為50％。

下圖以百分比形式顯示了占空比，該占空比主要與波形上的ON和OFF數(shù)字信號相關(guān)。

PWM控制信號的占空比，從而控制電動機的速度。如果占空比的頻率為50 Hz，則表示每秒完成50個占空比，稱其在高值和低值之間調(diào)節(jié)的速度之比。

PWM過程所需的頻率將根據(jù)應(yīng)用的性質(zhì)而變化。有些需要快速的占空比以更快的速度控制負(fù)載，而有些則需要低的占空比以保持過程平穩(wěn)并避免功率損耗。負(fù)載的響應(yīng)時間通常會為PWM所需的頻率設(shè)置路徑。重要的是要注意，電機速度與信號保持打開狀態(tài)的占空比持續(xù)時間成正比。接通信號的持續(xù)時間越長，電動機端子旋轉(zhuǎn)得越快，類似的斷開持續(xù)時間將導(dǎo)致電動機速度變慢。

使用PWM控制電機的方法是簡單地改變對電機的模擬信號。由于模擬信號會不斷變化地向電動機施加功率，因此無法保持電動機端子完全斷開或接通，因此，在此過程中會發(fā)生功率損耗，但是，PWM以脈沖形式輸送功率，從而使電動機端子保持處于完全開啟或關(guān)閉狀態(tài)。

LED實例

控制RGB LED是理解PWM概念的完美示例。通過改變每種顏色的占空比并每次改變其亮度都會給出特定的顏色，避免對每種顏色以相同的幅度調(diào)整占空比，這樣做會發(fā)出白光。

如果你以2 MHz的速度施加占空比為10％的紅燈，則大多數(shù)情況下，如你所見，紅燈將顯示為OFF。是的，它會開啟一小段時間，但因為它沒有參與RGB LED所產(chǎn)生的閃光而出現(xiàn)，類似地，在100 MHz處施加占空比為10％的紅光會增加紅光的貢獻(xiàn)與較低頻率的應(yīng)用相比，LED的開啟速度會更快。

電腦主板

另一個例子是計算機主板，它需要PWM信號使其風(fēng)扇與電源脈沖一起運行。如果在沒有PWM的情況下連續(xù)供電，則可能會對電路板造成嚴(yán)重?fù)p害，因為電路板將以全速運行而不會暫停。保持風(fēng)扇運轉(zhuǎn)。如果你購買新電腦，可能會注意到風(fēng)扇中添加了一個4引腳PWM接頭連接器，用于控制板的冷卻過程。在此值得一提的是，優(yōu)先使用斜率占空比產(chǎn)生的PWM而不是使用斜率占空比產(chǎn)生的PWM。平一。由于后者在風(fēng)扇低速運行時更容易產(chǎn)生喀嗒聲。同樣，當(dāng)占空比接近100％時，風(fēng)扇將全速運行。

PWM應(yīng)用領(lǐng)域：

1.直流和伺服電機；
2.加熱系統(tǒng)；
3.液壓系統(tǒng)；
4.控制閥；
5.水泵；
6.電訊；
7.電腦應(yīng)用；

以上就是英銳恩單片機開發(fā)工程師分享的脈沖寬度調(diào)制（PWM）知識。英銳恩專注單片機應(yīng)用方案設(shè)計與開發(fā)，提供8位單片機、16位單片機、32位單片機、運放芯片和模擬開關(guān)。