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电机作为现代工业的基石,在各种设备中扮演着不可或缺的角色。而精准的电机控制,则是决定设备性能的关键因素之一。脉冲宽度调制 (Pulse Width Modulation, PWM) 技术应运而生,为电机控制提供了高效、灵活的解决方案。 一、PWM:驾驭电机的魔法 想象一下,你驾驶着一辆汽车,想要控制车速,你会不断地踩油门或松开油门。PWM 就如同控制油门的脚,通过改变脉冲信号的占空比,来调节施加在电机上的平均电压或电流,从而实现对电机转速的精准控制。 二、PWM 原理:用数字信号模拟模拟量 PWM 技术的核心在于利用数字信号来模拟模拟信号的效果。它通过快速地开关电路,产生一系列固定频率的脉冲信号。每个脉冲的宽度,也就是高电平持续的时间,是可以调节的。 高占空比: 意味着在一个周期内,高电平持续的时间更长,电机获得的平均电压或电流更大,转速更快。 低占空比: 意味着在一个周期内,高电平持续的时间更短,电机获得的平均电压或电流更小,转速更慢。
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深入浅出 PWM:从原理到应用
一、PWM 是什么?
PWM (Pulse Width Modulation),即脉冲宽度调制,是一种常用的数字信号控
制技术。它通过改变脉冲信号的占空比(Duty Cycle)来实现对模拟电路的控
制,而脉冲信号的频率则保持不变。
想象一下水龙头,你可以通过快速地打开和关闭水龙头来控制水流的大小。打
开的时间越长,水流就越大;关闭的时间越长,水流就越小。PWM 就类似于这
种方式,通过控制高电平持续的时间来调节信号的平均值。
二、PWM 的工作原理
PWM 信号由一系列连续的脉冲组成,每个脉冲的宽度代表高电平持续的时间。
占空比指的是高电平在一个周期内所占的比例。例如,一个频率为 1kHz,占空
比为 50% 的 PWM 信号,表示每秒钟有 1000 个脉冲,每个脉冲持续时间为
0.5ms,其中高电平持续时间为 0.25ms。
通过改变占空比,我们可以控制 PWM 信号的平均电压或电流。例如,将占空比
从 0% 增加到 100%,输出电压或电流也会从最小值逐渐增加到最大值。
三、PWM 的应用
PWM 技术应用广泛,以下列举一些常见的应用场景:
o 电机控制: 通过调节 PWM 信号的占空比,可以精确地控制电机的转速
和转向。
o LED 调光: 改变 LED 灯的亮度,可以通过调节 PWM 信号的占空比来实
现。
o 数字模拟转换 (DAC): 利用低通滤波器,可以将 PWM 信号转换为模拟
信号,实现简单的 DAC 功能。
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