pwm的控制方法、pwm波的產生過程以及pwm死區(qū)問題，小編在往期文章中都有所探討。為了不忘pwm的根本，在這篇文章中，小編想和大家一起聊聊pwm的一些基礎概念以及高級概念予以介紹。如果你對pwm具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

脈寬調制(PWM)是電子學許多領域廣為采用的一個基本概念。它是一種簡單的平均方法，用于從微波爐功率百分比設定到LED調光等各種應用。PWM雖在某些方面相當復雜，但實施方法卻很簡單。

解釋PWM的最簡單方法之一是借助LED照明。以推薦的電流值點亮LED，主要是為了獲得最佳亮度。關乎工作電流的次要參數是發(fā)熱和長期可靠性。與調整工作電流不同，LED的點亮時間是使用占空比以脈沖方式實現(xiàn)的。以這種方式，LED雖看似被調光了，但從電流的角度看，它仍“愉悅”地一如既往工作著。

當我以一定百分比的功率啟動微波爐時，我可以聽到風扇在連續(xù)工作;但隨著功率的升降，風扇速度也隨之周期性變化。在某種程度上，該操作類似于LED調光，其中：在啟動(ON)時間內的100%功率被平均以獲得功率的百分比設置。

變速電機驅動是通過對導通時間進行平均、將PWM方法用于控制電機速度的另一個領域。

在過去30年左右時間，PWM一直是操作開關電源(SMPS)最喜歡使用的方法?！澳芨伞钡陌雽w、特別是開關晶體管的發(fā)展使得PWM成為能量轉移的可靠方法。典型的降壓穩(wěn)壓器輸入電壓(Vin)和輸出電壓(Vout)比就是PWM的占空比(D)，其中：

Vout / Vin = D

因此，降壓(buck)穩(wěn)壓器產生的輸出電壓是輸入電壓的百分比(平均)。

生成PWM波形非常容易。所需要的只是：將給定頻率的三角波或鋸齒波饋送到比較器的負端，將調制信號饋送到比較器的正端。為實現(xiàn)完全100%的占空比脈寬，波形的峰峰值必須超過調制信號范圍。

圖1：PWM波形生成過程。

PWM Modulator： PWM調制器

Why ramp symmetry doesn’t matter： 為什么斜對稱不重要

到目前為止，PWM是基于恒定頻率和后沿調制的直接平均信號。換句話，時鐘啟動一個PWM信號、到后沿終止就是該脈沖的占空比。然而，還有其它的PWM方法(包括后沿調制)。弗吉尼亞理工大學的電力電子學研究探討了這種方法，發(fā)現(xiàn)在升壓和反激轉換器中，它有能消弭(offset)右半平面零點的優(yōu)勢。類似工作的摘錄表示：“它顯示了固定頻率、前沿調制PWM如何在實際的升壓和反激轉換器中消除不希望的正零。這導致閉環(huán)特性的實質性改進。采用了幾種技術來預測這一結果。提出了消除正零的設計過程。提供了實驗驗證?！?

然而，根據Ray Ridley博士的觀點：前沿調制雖解決了某些問題，但似乎也帶來了其它問題。其網站稱：“注意：這是對現(xiàn)有衛(wèi)星電力系統(tǒng)的分析，該系統(tǒng)通過巧妙和直觀的設計，成功消除了RHP零點。不建議你也以這種方式構建升壓轉換器或反激轉換器，但你有時可能會遇到這種現(xiàn)象。若你涉足轉換器控制理論，那么這是篇有趣的論文。但因為該方法需要使用高等效串聯(lián)電阻(ESR)電容，從而導致?lián)p耗和噪聲的提高，所以在大多數情況下并不實用?！?

其它形式的PWM還包括同時調制波形的前沿和后沿。維基百科對PWM的解釋包括一張圖，它顯示了三種調制類型(前沿、中間、后尾)，如下所示：

圖2：三種類型的PWM信號(藍色)：前沿調制(上)、后沿調制(中)和居中脈沖(兩個邊沿都被調制，底部)。綠線是鋸齒波(第一和第二種情況)和三角波(第三種情況)，用于使用交集方法產生PWM波形。(圖片來自維基百科)

用模擬方式生成PWM不是唯一方法。隨著數字控制為電子技術增加越來越多的智能，數字PWM方法正變得越來越普遍?？屏_拉多大學的朋友們再次在電力電子研究領域研究了數字PWM。我發(fā)現(xiàn)這個工作很有趣，因為它不僅涉及了采樣和A/D轉換，有關文獻也涉及了與控制相關的狀態(tài)方程以及環(huán)路增益方程。還提及了顯示環(huán)路增益和相位性能的波特圖。

最后，就PWM來說，它絕非只是基本的平均，其內涵要豐富地多。當在系統(tǒng)控制環(huán)路中正確實現(xiàn)PWM，就可以優(yōu)化穩(wěn)定性和響應時間。

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