概述:
脉宽调制(PWM,Pulse Width Modulation)是几乎所有MCU设备上的常见外设,也称为脉冲持续时间调制(PDM)或脉冲长度调制(PLM),是将信号表示为具有不同占空比的矩形波的任何方法。
PWM可用于控制电信号传递的平均功率或幅度。通过以比负载显著变化更快的速度在0和100%之间切换电源来控制馈送到负载的电压(和电流)的平均值。开关打开的时间越长,提供给负载的总功率就越高。与最大功率点跟踪(MPPT)一起,它是将太阳能电池板的输出控制到电池可以利用的输出的主要方法之一。PWM特别适用于运行惯性负载,如电机,这些负载不太容易受到这种离散开关的影响。PWM的目标是控制负载;然而,为了平滑地选择PWM开关频率,必须仔细选择。
PWM开关频率可能因负载和应用而异。例如,在电炉中,每分钟只需要切换几次;调光器中的100或120Hz(公用事业频率的两倍);对于电机驱动器,在几千赫兹(kHz)和几十kHz之间;在音频放大器和计算机电源中,频率可达数十或数百kHz。选择对于应用来说过高的开关频率可能会导致机械控制部件过早失效,尽管可以顺利控制负载。选择对于应用来说过低的开关频率会导致负载振荡。PWM的主要优点是开关器件中的功率损耗非常低。当开关断开时,实际上没有电流,而当开关接通并将电源转移到负载时,开关两端几乎没有电压降。功率损耗是电压和电流的乘积,因此在这两种情况下都接近于零。PWM也适用于数字控制,由于其开/关特性,可以很容易地设置所需的占空比。PWM也被用于某些通信系统中,其中其占空比被用于在通信信道上传递信息。在电子领域,许多现代MCU将暴露于外部引脚的PWM控制器集成为固件控制下的外围设备。这些通常用于机器人中的直流(DC)电机控制、开关模式电源调节和其他应用。
PWM是一种使用