脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulation,PWM)是一種調(diào)節(jié)脈沖信號占空比的技術(shù)。在PWM中,通過改變脈沖的寬度,來間接控制輸出信號的電壓或功率等參數(shù)。
1.什么是脈沖寬度調(diào)制
脈沖寬度調(diào)制(PWM)是一種將模擬信號數(shù)字化的技術(shù),常用于調(diào)節(jié)直流電機及其它模擬信號源的電壓或功率等參數(shù)。PWM信號的波形為矩形脈沖,其占空比代表了輸出信號的電平高低和持續(xù)時間長短。
2.脈沖寬度調(diào)制的基本原理
在PWM技術(shù)中,輸入信號經(jīng)過一個頻率固定的基準信號(參考信號)進行周期性采樣,并產(chǎn)生相應(yīng)比例的固定寬度脈沖。
這些寬度不同的脈沖被送到開關(guān)電路,根據(jù)激勵脈沖的大小控制開關(guān)電路的通斷情況,在連接負載的電路中輸出模擬信號。通過不同占空比信號的輸出,達到模擬調(diào)節(jié)信號的效果。
3.脈沖寬度調(diào)制的優(yōu)點
PWM技術(shù)是一種高效、精準、可靠的電力電子調(diào)節(jié)方式,具有如下優(yōu)點:
- 提高了系統(tǒng)的能量利用率,降低了電源費用;
- 能在恰當?shù)倪\行狀態(tài)下有效控制負載的輸出功率,實現(xiàn)盡量少地浪費資源;
- 可在處理數(shù)字和模擬信號方面發(fā)揮強大的作用;
- 適用于許多應(yīng)用領(lǐng)域,如電力變換、驅(qū)動器、LED亮度調(diào)節(jié)等。
4.脈沖寬度調(diào)制應(yīng)用領(lǐng)域
PWM技術(shù)由于其快速響應(yīng)、高效節(jié)能等特點,在眾多電子設(shè)備中被廣泛應(yīng)用,例如:
- 電動汽車和混合動力汽車中控制電機轉(zhuǎn)速的變頻調(diào)速裝置;
- 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中,通過PWM進行命令控制流入電網(wǎng)的電壓與頻率;
- LED亮度調(diào)節(jié)、音頻放大器、電源電壓穩(wěn)定及充電器等設(shè)備中用于模擬信號的數(shù)字調(diào)制。