一文搞懂脉冲宽度调试(PWM)

一文搞懂脉冲宽度调试(PWM)

目录

一、什么是PWM二、PWM有哪些优势三、PWM有哪些应用场景四、PWM中的周期是什么五、PWM中的脉宽(占空比是什么)六、STM32PWM程序编写

一、什么是PWM

PWM,即脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation),是一种利用数字信号来控制模拟电路的有效技术。其基本原理是通过改变一系列固定频率脉冲的宽度,从而调节这些脉冲的占空比(高电平时间与整个周期时间的比例),以此来模拟连续的模拟信号。 在PWM中,尽管脉冲本身是矩形波,但通过调整占空比,接收PWM信号的负载(如电机、LED等)所感受到的有效电压或功率,可以被模拟成期望的连续变化值。这种技术使得使用数字硬件(如微控制器)能够高效且精确地控制模拟电路,特别是在需要灵活调整输出电平的场合,比如调光、调速控制等。

二、PWM有哪些优势

效率高:由于大部分时间要么完全导通要么完全截止,减少了功率损耗。成本低廉:只需简单的电路即可实现复杂的控制功能。灵活性高:通过软件即可改变脉冲宽度,易于实现动态控制。稳定性好:对于负载变化,通过调整PWM信号即可维持输出稳定

三、PWM有哪些应用场景

电机控制:PWM是控制电机速度和转矩的常用方法,适用于直流电机、步进电机和交流电机(如BLDC电机)。通过调整PWM信号的占空比,可以平滑地调节电机的平均供电电压,从而控制电机转速和输出力矩。灯光控制:在LED照明系统中,PWM常用来调节灯光的亮度。通过改变脉冲的占空比,可以控制流经LED的平均电流,实现从全暗到全亮的平滑调节,同时保持颜色的一致性,减少能耗并延长LED寿命。电力电子设备:在变频器、逆变器和其他电力转换系统中,PWM用于生成所需频率和电压的输出波形,以高效地控制电力系统的运行。这在太阳能逆变器、不间断电源(UPS)和各种电源管理应用中尤为重要。温度控制:PWM可用于加热元件(如PTC加热器)的温度调节,通过改变脉冲的占空比来控制加热元件的平均功率,从而达到温度控制的目的。音频信号处理:在某些音频放大器和扬声器系统中,PWM技术被用来生成模拟音频信号,通过高速切换来模拟音频波形,实现音频信号的放大和播放。电池充电:在一些电池充电器设计中,PWM用于调节充电电流,通过改变脉冲的宽度来控制充电速率,确保电池安全高效地充电。传感器信号调理:PWM也用于将传感器的模拟输出转换为数字信号,便于微控制器处理,例如在压力传感器或位置传感器的信号传输中。风扇速度控制:在电脑和其他电子设备的冷却系统中,PWM可以用来调节散热风扇的转速,根据系统温度自动调整风量,降低噪音并节约能源。

四、PWM中的周期是什么

PWM(脉冲宽度调制)中的“周期”是指一个完整PWM脉冲序列中重复出现的时间间隔,包括一个高电平时间(脉宽)和紧接着的一个低电平时间。简单来说,周期是从一个脉冲的开始点到下一个相同状态(通常是下一个高电平的开始点)之间的时间长度。周期的倒数即为PWM信号的频率,单位通常是赫兹(Hz)。 例如,如果一个PWM信号的频率为50Hz,这意味着每秒钟会有50个完整的PWM周期,每个周期的时间长度为1秒除以50,即20毫秒。

五、PWM中的脉宽(占空比是什么)

PWM(脉冲宽度调制)中的“脉宽”是指单个脉冲周期内高电平状态持续的时间长度。在PWM信号中,一个完整的周期包括高电平时间和低电平时间,脉宽即是指高电平持续的时间占比。这个时间长度通常以占空比的形式来表达,占空比是指高电平时间与整个周期时间的比例,通常以百分比表示。 例如,如果一个PWM信号的周期是10毫秒,而高电平时间为2毫秒,那么脉宽就是2毫秒,占空比为2毫秒除以10毫秒,即20%。通过改变这个脉宽或占空比,可以调节输出信号的平均电压值或功率,从而实现对连接设备(如电机、LED灯等)的控制。在不同的应用场景中,通过精细调整脉宽,PWM能够高效且精确地控制各种电气设备的工作状态。

六、STM32PWM程序编写

https://blog.csdn.net/qq_33738357/article/details/139174308?spm=1001.2014.3001.5502

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