试说明脉宽调制pwm控制的基本原理（脉宽调制是如何工作的）

变频空调中的“变频”指的是什么？为什么变频会更省电？本文注意介绍SOC设计中常见的IP-PWM

1、PWM

PWM是脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation）的缩写。是一种利用数字输出来对模拟电路进行控制对一种非常有效的技术。它能够以节能（通常更安静）的方式来控制电机的速度、加热器的热输出等等。现有的脉宽调制应用包括但不限于：

• 变速风扇控制器。
• VRF暖通空调压缩机驱动。
• 混合动力和电动汽车电机驱动电路。
• LED调光器。

脉冲宽度调制技术改变了世界，它降低了使用变频空调、变频冰箱、变频洗衣机等电机的电器的功耗。例如，在某些情况下，变频空调的能耗不到非变频空调的一半。在当代，如果一个设备被宣传为有一个变速压缩机或变速风扇（这不包括两个或三个速度风扇），它很大可能是使用了脉宽调制技术！

2、PWM基本原理

无论是什么形状的电压波形，只要波型与坐标轴t围成的阴影面积相同

则产生的效果（平均输出电压）是一样的。这就是面积等效原理！

因此可以使用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形，如果按照一定规则对各脉冲对宽度进行调制，即可改变电路输出电压的大小，也可改变输出对频率。

3、为什么使用PWM

电气工程师可能想知道为什么他们应该使用脉冲宽度调制来控制设备，而用户也有类似的问题，答案是一样的：为什么要使用变频空调或其他变速电器？

这两个问题的答案都是：PWM改变了电器电机的速度，因此它们只消耗所需的功率，而不会像消耗热量一样消耗掉未使用的电流。一个旧的替代方案是一个简单的晶体管电路，通过改变其电阻来改变通过它的电流。同样适用于电阻的效率规则也适用于晶体管——它们的电阻会导致能量浪费，因为它们会将其中的一部分作为热量烧掉。在这方面，它们就像加热器。幸运的是，这些电路从未成为主流。空调、冰箱等电器因为频繁的开关而一直全速运转，噪音大，浪费能源。

4、PWM是如何工作的？

PWM的工作原理是脉冲直流电流，改变每个脉冲保持“开启”的时间量，以控制流向LED等设备的电流量。PWM是数字的，这意味着它有两种状态：开和关（在二进制下应于1和0）。

每次脉冲开启的时间越长，LED就越亮。由于脉冲间隔很短，LED实际上不会关闭。换言之，LED的电源开关速度非常快（每秒数千次），以至于LED实际上不会闪烁。这就是所谓的PWM调光，而这样的电路就是所谓的PWM LED调光电路。

如果PWM电源的占空比设置为70%，则脉冲在70%的时间内打开，在30%的时间内关闭。占空比是指工作时间。在70%的占空比下，LED的亮度应该接近70%。占空比和亮度之间的相关性不是100%线性的，因为led的效率随供电电流的大小而变化。如果占空比为0%，则整个信号将平坦，如下所示。0%的脉宽调制占空比意味着电源断开。在这种状态下，LED将无法工作。它只会关闭。

PWM电路之所以如此有效，关键是它没有采用电阻来限制电流的大小。它通过完全打开和关闭电流来控制电流的大小，因此没有额外对功耗，相比其他方式更经济，抗噪性更强，是一种实用的有效技术。