PWM（脉宽调制） 是一种通过调节脉冲信号的宽度（即高电平持续时间）来控制平均电压或功率输出的技术。以下是其核心要点：

1. 基本概念

• 脉冲宽度调制：通过调整周期性方波信号的占空比（高电平时间占整个周期的比例），改变输出的平均电压。例如，占空比50%时，平均电压为电源电压的一半。

2. 工作原理

• 占空比（Duty Cycle）：计算公式为 ( \text{占空比} = \frac{\text{高电平时间}}{\text{周期总时间}} \times 100\% )。占空比越高，平均电压越大。
• 平均电压：若电源电压为 ( V )，占空比为 ( D )，则平均输出电压为 ( V_{\text{avg}} = D \times V )。

3. 优势

• 高效节能：开关元件（如晶体管）在导通或截止时损耗小，相比线性调节更节能。
• 精确控制：适合数字控制（如微控制器生成PWM信号），调节灵活。

4. 应用场景

• 电机调速：通过调整占空比控制直流电机转速。
• LED调光：改变占空比调节亮度，避免人眼感知闪烁。
• 电源转换：DC-DC转换器利用PWM调整输出电压。
• 音频放大：D类放大器将模拟信号转为PWM，再还原为声音。

5. 频率选择

• 低频问题：可能导致LED闪烁或电机噪音。
• 高频问题：增加开关损耗，需权衡选择（如LED调光常用几百Hz，电机控制可能用kHz以上）。

6. 其他要点

• 滤波：通过低通滤波器可将PWM信号转换为平滑直流信号。
• 实际应用考虑：如电机控制中需搭配续流二极管保护电路。

示例

• Arduino控制LED：analogWrite()函数输出PWM信号，占空比0-255对应亮度0-100%。

PWM凭借其高效性和易用性，成为现代电子控制中的核心技术之一。