机器人控制技术 PWM调光原理.docx
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2022-07-07
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PWM 调光原理
随着 LED 背光的节能、环保、高性能等优势的凸显，LCD 屏的背光逐渐从 CCFL 向 LED
切换，目前公司的液晶屏也逐渐从 CCFL 背光得型号向 LED 背光的型号切换。两种背光的
模式最大的不同在于驱动方式，CCFL 背光的屏的背光驱动需要逆变器提供高压，而 LED
背光的驱动方式相对简单，只需要恒定的低压直流电源即可。但是无论是逆变器也好，还是
LED 背光驱动电路也好，都会用到一种 PWM 调光技术，对背光的亮度大小进行调节。这
里汇总学习一下 PWM 调节的原理。
1. 占空比(Duty Cycle or Duty Ratio)
了解 PWM 调光原理，先得了解一下占空比概念。占空比的解释可以归纳为如下几种：
1）在一串理想的脉冲序列中（如方波），正脉冲的持续时间与脉冲总周期的比值。例如：
脉冲宽度 1μs，信号周期 4μs 的脉冲序列占空比为 0.25。2）在一段连续工作时间内脉冲
占用的时间与总时间的比值。3）在周期型的现象中，现象发生的时间与总时间的比。
其实归纳一下也就是电路释放能量的有效时间与总释放时间的比。
2. 调光比
调光比则是按下面的方法计算：
Foper=工作频率；Fpwm=调光频率；
调光比率 = Foper / Fpwm，（其实也就是调光的最低有效占空比）
比如 Foper=100khz;Fpwm=200Hz,则调光比为：100k/200=500;这个指标在很多驱动
芯片的规格书里会说明的。
3. PWM 调光
脉宽调制(PWM)是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的
技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换及 LED 照明等许多领域中。
通过以数字方式控制模拟电路，可以大幅度降低系统的成本和功耗。此外，许多微控制
器和 DSP 已经在芯片上包含了 PWM 控制器，这使数字控制的实现变得更加容易了。
简而言之，PWM 是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的
使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM 信号仍然是数
字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(ON)，要么完全无(OFF)。电
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