PWM的基本原理，如何实现？

PWM（脉宽调制）的基本原理是通过改变脉冲宽度来控制电力设备的输出功率。PWM的实现需要使用PWM控制器，该控制器可以根据输入的控制信号来控制PWM波形的频率、占空比等参数，从而实现对电力设备的控制。PWM控制器会根据输入的控制信号来控制输出的PWM波形，从而实现对电力设备的控制。

1.什么是PWM： PWM简称脉冲宽度调制，即在一个周期内存在不同极性的电平状态。

2.PWM频率：是指—秒钟内从高电平时间在到低电平时间，再从低电平跳到高电平的瞬间次数，也就是—秒钟内有多少个PWM的周期。f = T/1（HZ）。

3.PWM周期：是指—秒钟内从高电平时间在到低电平时间，T = f / 1（s）。

4.PWM占空比：是指一个周期内高电平时间和总时间的比值。

例如：PWM的周期为1ms，高电平时间为0.5ms，低电平时间为0.5ms，则频率就为1kHz，占空比就为百分之五十。

PWM是如何实现？

PWM（脉宽调制）是通过改变脉冲宽度来控制电力设备的输出功率，从而实现节能、节电、节省能源等目的。PWM的实现需要使用PWM控制器，该控制器可以根据输入的控制信号来控制PWM波形的频率、占空比等参数，从而实现对电力设备的控制。

PWM实现的原理是通过锯齿波/三角波（载波）所需要合成的波形（调制波）进行比较，然后确定PWM所需要输出的极性，通常是ON或者是OFF，因为一般都是作用到开关元器件上；如下图所示；

振荡器和比较器

振荡器输出的锯齿波和参考值 进行比较，然后就可以输出PWM波形了；

在matlab的simulink中搭建了一下仿真，具体如下图所示；

simulink

终输出波形如下：

50%占空比

这里简单说明一下：

锯齿波（图中橙色波形）为10，然后我希望输出平均为5的波形（图1中红色的水平直线）；

那么通过比较，当锯齿波小于5时；PWM输出低电平，即为OFF；

当锯齿波大于5时，PWM输出高电平，即为ON；

所以再换一个思路，如果我希望输出一个电压逐渐升高的波形呢，该如何设计呢？

其实很简单，只要把需要调制的波形设置为斜坡输出的波形就可以了，具体如下图所示；

占空比逐渐增大

可以看到，终占空比逐渐从0%增大到100%；

然后我们继续想，能不能调制出其他的波形，比如调制一个正弦波sin wave，那也就是我们常说的SPWM，其实是可以的，具体如下图所示；

SPWM

分类

参考STM32中PWM的配置，根据载波波形的形状，假设三角波值是10，那么它的变化过程可能存在以下两种情况：

完整周期包括两个过程，先递增，再递减：

少

，这种也叫中央对齐PWM；

完整周期只有递增过程：

中央对齐PWM

脉冲波的中心将会被固定在时间窗格的中心，同时脉冲波的两边可以移动，使得波的宽度被延伸或压缩，具体如下图所示；

中央对齐PWM

另一种类型的PWM脉冲波形如下图所示；

程序实现

现在的MCU大部分都自带硬件PWM发生器，即配置好相应的寄存器，就能直接产生PWM，下面的例子基于NUCLEO-F767ZI，通过cubemx配置了三路PWM输出，然后实现了呼吸灯的效果；