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为什么使用PWM?它有什么优势?

科技观察员 来源:gadgetronicx 作者:gadgetronicx 2023-05-11 18:13 次阅读

让我们先了解什么是脉冲?这是基础电子学中最重要的概念之一。在数字系统中,有两种可能的输出状态:数字高电平或“1”和数字低电平或“0”。脉冲是一个连续的信号,其中包含这些 1 和 0 的序列。下图显示了一个数字脉冲,其逻辑1或高逻辑为3V,逻辑0或低逻辑为0.2V。这种替代逻辑状态在整个时间段内重复,因此使其成为数字脉冲信号。

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什么是PWM或脉宽调制:

术语调制是指使用另一个信号调制或操纵一个信号,以获得具有更高强度的信号。这在传输系统中很常见,以实现音频信号的传输。

同样,当我们说PWM时,它意味着使用另一个信号(最常见的是模拟信号)调制数字信号的脉冲。

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该调制的结果信号在其逻辑状态下将修改宽度,如上图所示。如果仔细观察上图,可以看到高状态的宽度彼此逻辑1不同。这实质上意味着每个逻辑高电平持续的时间不同,因此在上面可以看到修改后的宽度脉冲信号。

为什么使用PWM:

PWM信号在电源PCB驱动电路等中起着重要作用。当设备使用PWM信号而不是稳定的直流信号驱动时。由于ON和OFF状态的性质不同,使用PWM,我们将能够控制电流实际流过设备的时间量。

当脉冲处于ON状态时,电流将输送到器件,当信号处于OFF状态时,电流将没有流过。当脉冲频率足够高时,器件的电源根本不会中断,从而正常运行,同时消耗更少的电流。下文将对此作进一步解释。

PWM的占空比

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占空比定义为每个周期显示高状态的时间百分比。使用占空比,我们可以从PWM信号中推导出平均电流,输出可以通过取导通时间和关断时间的平均值来获得。

假设器件由占空比为50%的PWM信号驱动,该占空比为高状态和低状态的时序相等。现在我们可以说,设备消耗的电流将是直流信号驱动时消耗的电流的1/2/

类似地,与普通直流信号相比,25% 占空比 PWM 信号提供 1/4 和 75% 占空比 PWM 为器件提供 3/4 电流。

脉宽调制的优势

PWM信号将通过向目标设备提供平均电流来节省功耗。

控制电机速度和LED亮度的有效方法。

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