PCB布局：如何最好地布置PWM微控制器的电路

一个完美的例子是脉宽调制（PWM），与其他效率较低的调制方法相比，它可以产生可变水平的功率。PWM的原理被用于许多应用中，例如电信，音频效果和照明，以及可通过微控制器生成PWM信号的电子设备。让我们看一下PWM的电子效应，以及如何最好地布置PWM微控制器的电路。

传统上，可变功率是通过连接到电动机或任何正在运行的设备的变阻器来控制的。对于电动机，变阻器会调节流经电动机的电流量以产生不同的速度。尽管这已经奏效了（例如带脚踏板的缝纫机等较旧的设备），但效率也很低。变阻器将通过转换成热量而浪费的功率浪费了。

这种类型的控制是模拟系统的典型功能。例如，采用线性电源，由于要控制的电流量，线性电源可能在其运行中产生大量热量。由于需要操作数字系统，例如小型风扇电动机，灯和其他设备，因此需要另一种更有效的功率调制方法。答案就是PWM，事实证明PWM是这些应用的绝佳解决方案。

脉冲宽度调制是一种通过更改脉冲宽度而不是更改信号频率来调制功率的方法。这将使用数字电路而不是模拟电路来产生可变电压。数字电路通常仅产生两个电压：高电压和低电压，或开和关。为了从数字信号产生PWM功率，信号被分解为ON和OFF。脉冲周期的持续时间是恒定的，但是脉冲处于ON或OFF状态的时间会改变。

脉冲的ON或高状态称为“占空比”，这对于产生可变功率非常重要。例如，占空比为50％意味着脉冲的一半处于高电平状态，而另一半则处于低电平状态。如果信号的高态为5伏，低态为0伏，则输出电压将为2.5伏。由于总脉冲时间是恒定的，因此25％的占空比将导致四分之一的脉冲处于高状态，而四分之三的脉冲将处于低状态。这将为您提供1.25伏的输出。通过改变占空比，可以改变电压输出。

PWM是一种非常有效的数字控制功率的方法。尽管许多PWM电路是使用不同的时序芯片构建的，但微处理器芯片中也有PWM输出。计算机CPU中内置的PWM功能在控制变速风扇电机或LED方面非常有用。例如，对于LED，当向它们施加电流时，它们是非线性的，仅用50％的电流就不会产生50％的光。这使LED难以通过改变电流来控制，而使用PWM则可以对光水平进行更线性的控制。接下来，我们将看一些关于如何布置微控制器PWM电路的想法。

从微控制器布置PWM电路类似于在印刷电路板上布置其他类型的电源电路; 负载设备应放置在靠近PWM输出的位置，以最小化阻抗。提前对布局进行布局规划对于充分利用冷却风扇并确保较大的组件不会阻塞流向控制器或其他矮型组件的空气流至关重要。另外，还要确保将PWM电路与其他敏感电路隔离开来，并尽可能避免在PWM电路下方布线其他电路。使用内部接地层作为对其他信号层的屏蔽也是一个好主意。
编辑：hfy