脉冲宽度调制(PWM)的基本术语

脉冲宽度调制 (PWM) 的良好定义就在名称本身。为了更好地理解 PWM 是什么，让我们首先看一些基本术语。

微控制器是基于二进制信号的智能数字元件。二进制信号的最佳表示是方波(高低电平)。下图解释了与方波信号相关的基本术语。

如上图所示，PWM 信号中要注意的重要一点是时间周期和频率始终是固定的。只有脉冲 ON的 时间和 OFF的 时间(占空比)不同。通过这种技术，我们可以调制给定的电压。方波信号和 PWM 信号之间的一个区别是方波信号具有相同的 ON 和 OFF 时间(50% 占空比)，而 PWM 信号具有可变占空比. 方波可以看作是占空比为 50%(ON 时间 = OFF 时间)的 PWM 信号的特例。

给定 50V 的电源电压，如果负载需要 40V，从 50V 中产生 40V 的好方法是实施降压斩波器。斩波器需要一个触发信号，该触发信号必须是一个 PWM 信号来打开和关闭晶闸管。该 PWM 信号可以很容易地由具有定时器单元的微控制器生成。使用 50v 电源的晶闸管产生 40v 的 PWM 信号的要求是，ON 时间 = 400ms，OFF 时间 = 100ms(假设 PWM 信号的周期为 500ms)。

通俗地说，基本上，晶闸管作为开关操作。在降压斩波器中，负载通过晶闸管从电源获取电流。当晶闸管处于OFF状态时，负载不连接到源极，当晶闸管处于ON状态时，负载连接到源极。开启和关闭晶闸管的这项工作是由 PWM 信号完成的。PWM 信号为高(ON) 的时间周期百分比称为信号的占空比。如果占空比为 100%，则波形变为恒定 DC。

因此，可以使用以下公式计算占空比：

通过使用上述公式，我们可以从总电源电压中计算出我们想要的所需电压的 tON的百分比与从电源获取的电压量成正比。在上面提供的示例中，如果我们想要从 50 伏电源获得 40 伏电压，这可以通过占空比为 80% 的降压斩波器来实现。因为 50 的 80% 是 40。

示例应用：

在频率为 50Hz 时，设计一个占空比为 60% 的 PWM 波。 产生的 PWM 波将是：

脉冲宽度调制的最佳应用之一是使用 PWM 进行电机速度控制。

这种修改脉冲宽度以获得所需占空比的技术称为“脉冲宽度调制”。