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一、PWM概述

脈寬寬度調制式(PWM)電路是在控制電路輸出頻率不變的情況下，通過電壓反饋調整其占空比，從而達到穩定輸出電壓的目的。

PWM（pulse-width modulation）就是脈沖寬度調制的英文縮寫，方波高電平時間跟周期的比例叫占空比，例如1秒高電平1秒低電平的PWM波占空比是50%。脈寬調制(PWM)是利用微處理器的數字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術，廣泛應用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領域中。脈寬調制(PWM)基本原理：對逆變電路開關器件的通斷進行控制，使輸出端得到一系列幅值相等的脈沖，用這些脈沖來代替正弦波或所需要的波形。也就是在輸出波形的半個周期中產生多個脈沖，使各脈沖的等值電壓為正弦波形，所獲得的輸出平滑且低次諧波少。按一定的規則對各脈沖的寬度進行調制，既可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可改變輸出頻率。

二、PWM的實現

將正弦半波按調制周期等分為N等份，這些等分出來的波形可以看做寬度相等、幅值不等、脈沖頂部為曲線的脈沖，如圖1所示。將這些脈沖用相同數量的等幅不等寬的矩形脈沖代替，且使矩形脈沖和相應的正弦波部分面積相等，這就得到下圖所示的波形。

等分正弦波等效成面積相同的脈沖信號

PWM波形

通過調節脈沖寬度可以實現各種所需的波形。以正弦波為例，如下圖所示，用開關來控制直流電的通斷，輸出占空比不同脈沖，按照按正弦的變化規律，通過控制開關通斷的時間，使其輸出的脈沖電壓的面積與所希望輸出的正弦波在相應區間內的面積相等，將等效面積合并起來就是我們需要的正弦波。

最簡單的PWM實現過程

三、PWM的應用

控制理論中有一個重要結論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環節上時，其效果基本相同。PWM控制技術就是以該結論為理論基礎，通常，我們可以通過對半導體開關器件的通斷控制，輸出一系列占空比可調的脈沖，用以等效正弦波或其他所需要的波形。

電機就是典型的具有慣性的環節，PWM常用于等效可變的直流電（直流斬波電源）驅動直流電機，也常用于等效的正弦交流電SPWM或SVPWM（逆變器、變頻器、變流器等）驅動交流電機。

之所以采用PWM、SPWM、SVPWM等手段去等效各種所需的波形，而不是直接產生需要的波形，是因為這些應用往往需要輸出大功率電能，此時，采用開關技術可以大幅度提升電能的利用率，限于目前電力電子技術的特點，還不能直接輸出這些波形，而是輸出與之功效基本相當的PWM波形。因此，也有將SPWM波形稱為“疑似正弦波”。

目前PWM技術廣泛應用于用于直流斬波電路、逆變電路、整流電路中。