一文讀懂PWM原理及其在電源中的應(yīng)用

? ? ? ?熟悉單機(jī)片的同學(xué)就應(yīng)該知道pwm,也就是脈沖寬度調(diào)制技術(shù),它是通過對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制,來獲得等效的波形。是利用微處理器的數(shù)字輸出來對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，因其操作簡(jiǎn)單，又靈活等優(yōu)勢(shì)成為電力電子技術(shù)最常見的控制方式。

　　　　一、PWM原理

　　脈寬調(diào)制（PWM）控制方式就是對(duì)逆變電路開關(guān)器件的通斷進(jìn)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(gè)周期中產(chǎn)生多個(gè)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(guī)則對(duì)各脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，即可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可改變輸出頻率，如REF _Ref465597749 \h \* MERGEFORMAT圖1所示為脈寬調(diào)制原理圖。

　　圖1 脈寬調(diào)制原理圖

　　例如，把正弦半波波形分成N等份，就可把正弦半波看成由N個(gè)彼此相連的脈沖所組成的波形。如果把上述脈沖序列用同樣數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖序列代替，使矩形脈沖的中點(diǎn)和相應(yīng)正弦等分的中點(diǎn)重合，且使矩形脈沖和相應(yīng)正弦部分面積（即沖量）相等，就得到一組脈沖序列，這就是PWM波形。根據(jù)沖量相等效果相同的原理，PWM波形和正弦半波是等效的，如圖2所示為正弦波PWM調(diào)制波形。

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　　圖2 正弦波PWM調(diào)制

　　二、PWM在LED驅(qū)動(dòng)電源中的作用

　　PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)是LED驅(qū)動(dòng)電源中的一種。許多LED應(yīng)用都需要具備調(diào)光功能，比如LED背光或建筑照明調(diào)光。通過調(diào)整LED的亮度和對(duì)比度可以實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能。簡(jiǎn)單地降低器件的電流也許能夠?qū)ED發(fā)光進(jìn)行調(diào)整，但是讓LED在低于額定電流的情況下工作會(huì)造成許多不良后果，比如色差問題。取代簡(jiǎn)單電流調(diào)整的方法是在LED驅(qū)動(dòng)器中集成脈寬調(diào)制（PWM）控制器。

　　PWM的信號(hào)并不直接用于控制LED，而是控制一個(gè)開關(guān)，例如一個(gè)MOSFET，以向LED提供所需的電流。PWM控制器通常在一個(gè)固定頻率上工作并且對(duì)脈寬進(jìn)行調(diào)整，以匹配所需的占空比，應(yīng)用者的系統(tǒng)只需要提供寬、窄不同的數(shù)字式脈沖，即可簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)改變輸出電流，從而調(diào)節(jié)LED的亮度。當(dāng)前大多數(shù)LED芯片都使用PWM來控制LED發(fā)光，為了確保人們不會(huì)感到明顯的閃爍，PWM脈沖的頻率必須大于100HZ。PWM控制的主要優(yōu)點(diǎn)是通過PWM的調(diào)光電流更加精確，最大程度地降低LED發(fā)光時(shí)的色差，如圖3所示為脈寬調(diào)制（PWM）LED驅(qū)動(dòng)器控制電路。

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　　圖3 脈寬調(diào)制（PWM）LED驅(qū)動(dòng)器控制電路

　　三、如何準(zhǔn)確分析LED驅(qū)動(dòng)電源中的PWM信號(hào)

　　PWM信號(hào)在LED驅(qū)動(dòng)電源中的作用已經(jīng)不言而喻了，那么如何才能做出高質(zhì)量的PWM驅(qū)動(dòng)電源呢？廣州致遠(yuǎn)電子ZDS4054PLUS示波器基于512M的存儲(chǔ)深度，可以長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)PWM驅(qū)動(dòng)器控制LED燈光變化時(shí)的脈寬長(zhǎng)度變化，便于工程師對(duì)燈光亮度進(jìn)行準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)。100萬次每秒的波形刷新率和豐富的觸發(fā)方式快速捕獲PWM信號(hào)，并且在ZOOM放大模式下，可對(duì)波形細(xì)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)分析。如REF _Ref465598033 \h \* MERGEFORMAT圖4所示為PWM信號(hào)調(diào)制波形。

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　　圖4 PWM調(diào)制信號(hào)

　　同時(shí)在LED驅(qū)動(dòng)電源中最重要的就是對(duì)脈寬信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，ZDS4054PLUS示波器基于51種參數(shù)測(cè)量可對(duì)脈沖寬度、幅值、信號(hào)的上升時(shí)間等參數(shù)準(zhǔn)確測(cè)量，大大加快研發(fā)進(jìn)程，而且可以通過分段存儲(chǔ)方式對(duì)每次觸發(fā)到的PWM波形進(jìn)行存儲(chǔ)，便于分析。如圖5為使用ZDS4054Plus示波器測(cè)得的PWM信號(hào)放大波形。

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　　圖5 PWM信號(hào)ZOOM放大波形

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PWM(209531) PWM(209531)
LED驅(qū)動(dòng)電源(28040) LED驅(qū)動(dòng)電源(28040)

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2017-09-13 18:12:42

【原創(chuàng)】一文帶你讀懂RFID

在芯片中的產(chǎn)品信息(無源標(biāo)簽，即不帶電源)，或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)(有源標(biāo)簽，即帶電源)，讀寫器讀取信息并解碼后，送至MCU系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。關(guān)于RFID有幾大產(chǎn)品： 1. 無源RFID產(chǎn)品

2021-08-09 17:18:35

【轉(zhuǎn)】干貨：一文讀懂電感

、有無磁心及磁心的材料等。而電感是閉合回路的一種屬性，即當(dāng)通過閉合回路的電流改變時(shí)，會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)勢(shì)來抵抗電流的改變。 1、具體電感的定義電感是導(dǎo)線內(nèi)通過交流電流時(shí)，在導(dǎo)線的內(nèi)部及其周圍產(chǎn)生交變磁通，導(dǎo)線

2018-11-14 22:28:10

【轉(zhuǎn)帖】一文讀懂電源DDR硬件設(shè)計(jì)要點(diǎn)

和VDD合成一個(gè)電源使用。有的芯片還有VDDL，是給DLL供電的，也和VDD使用同一電源即可。電源設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮電壓，電流是否滿足要求，電源的上電順序和電源的上電時(shí)間，單調(diào)性等。電源電壓的要求一般在

2018-08-09 22:09:18

【轉(zhuǎn)帖】一文讀懂IoT網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)

，因?yàn)閷㈨憫?yīng)合并到單個(gè)模塊中的多個(gè)終端點(diǎn)，而不是在多個(gè)單元中進(jìn)行劃分，通常是比較便宜的。在大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中每一層有明顯的物理區(qū)分。然而，在一些小型系統(tǒng)中，可以將多個(gè)層組合到一個(gè)單元中。例如，自動(dòng)

2018-10-01 22:26:01

【轉(zhuǎn)帖】一文讀懂電阻和電容的不同

的主要參數(shù)。一般情況下，對(duì)電阻器應(yīng)考慮其標(biāo)稱阻值、允許偏差和標(biāo)稱功率；對(duì)電容器則需了解其標(biāo)稱容量、允許偏差和耐壓。一文讀懂電阻和電容的不同電阻器和電容器的標(biāo)稱值和允許偏差一般都標(biāo)在電阻體和電容體上，而在

2017-11-14 15:43:40

【轉(zhuǎn)帖】干貨: 一文教你讀懂電感

鐵氧體磁芯，可增加電感量和提高線圈的品質(zhì)因素。銅芯線圈：銅芯線圈在超短波范圍應(yīng)用較多，利用旋動(dòng)銅芯在線圈中的位置來改變電感量，這種調(diào)整比較方便、耐用。色碼電感線圈：是一種高頻電感線圈，它是在磁芯上繞上

2018-11-16 13:17:06

與電源設(shè)計(jì)相關(guān)的PFM與PWM技術(shù)總結(jié)

，PFM是利用脈沖的有無控制輸出。其中PWM是目前應(yīng)用在開關(guān)電源中最為廣泛的一種控制方式，它的特點(diǎn)是噪音低、滿負(fù)載時(shí)效率高且能工作在連續(xù)導(dǎo)電模式，現(xiàn)在市場(chǎng)上有多款性能好、價(jià)格低的PWM集成芯片，如

2017-03-17 18:05:18

為什么在逆變器中要用對(duì)稱的PWM呢？

為什么在逆變器中要用對(duì)稱的PWM呢？

2023-05-06 17:07:51

光耦在開關(guān)電源中的應(yīng)用

研發(fā)設(shè)計(jì)階段，工程師一般都會(huì)借助環(huán)路測(cè)試儀器，調(diào)試環(huán)路的穩(wěn)定性，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性。四、光耦的選擇要點(diǎn) 光耦在開關(guān)電源中的應(yīng)用主要是提供初級(jí)輸入與次級(jí)輸出間的電氣隔離

2018-11-21 16:33:13

反激式電源中電磁干擾及其抑制

Flyback反激式DC/DC 電源及其性能的基上，主要討論了該電源中的網(wǎng)側(cè)諧波及其抑制，開關(guān)緩沖電路，光耦隔離等問題。<br/>關(guān)鍵詞：噪聲；干擾；高次諧波；電磁干擾</font>

2009-10-12 16:10:31

反激式電源中電磁干擾及其抑制

2012-08-20 15:49:16

變頻器那些不得不知的事

一文讀懂變頻器的那些事兒

2021-03-16 06:44:14

咨詢開關(guān)電源設(shè)計(jì)、功率開關(guān)器件及其驅(qū)動(dòng)電路

咨詢關(guān)于開關(guān)電源設(shè)計(jì)、功率開關(guān)器件及其驅(qū)動(dòng)電路

2020-11-26 22:19:10

基于PWM反饋的電源控制策略

2022-01-05 07:00:00

如何讀懂一份datasheet文檔

2017-11-05 14:57:22

如何讀懂一張電路圖？電源電路怎么看懂？

一張電路圖通常有幾十乃至幾百個(gè)，它們的連線縱橫交叉，形式變化多端，初學(xué)者往往不知道該從什么地方開始，怎樣才能讀懂它？電源電路怎么看懂？

2021-03-05 07:36:39

如何讀懂原理圖

學(xué)習(xí)硬件的第一節(jié)課:學(xué)習(xí)讀懂原理圖讀懂原理圖對(duì)嵌入式軟件工程師和程序員尤為重要。在深入細(xì)節(jié)之前請(qǐng)注意,對(duì)所有的嵌入式設(shè)計(jì)人員來說、能懂得硬件工程師創(chuàng)建和使用的來描述其硬件設(shè)計(jì)的原理圖和符號(hào)是非

2021-12-20 07:14:36

如何讀懂并理解MOSFET的Datasheet ? （中英雙版）

MOSFET在電源中的重要性自不必多說, 但如何讀懂并理解MOSFET的Datasheet ? 請(qǐng)參考以下兩篇文章,給你解答本資料分為英文版和中文版，任君選擇，學(xué)習(xí)參考

2019-03-05 17:09:44

如何讀懂測(cè)量?jī)x器的精度指標(biāo)？

2021-05-10 06:50:52

如何讀懂電路圖

有沒有哪個(gè)大神能給個(gè)指點(diǎn)，拿到一個(gè)電路圖怎么讀懂呢

2016-03-24 11:49:25

開關(guān)電源中PWM的工作原理及如何選用

對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從測(cè)量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。在開關(guān)電源中， PWM控制芯片如：uc3842,讀取輸出與輸入電壓及電流反饋信號(hào)調(diào)整PWM的占空比。通常選用

2012-07-09 17:18:31

數(shù)字電視安全芯片UTi1203及其在無卡CA中的應(yīng)用是什么

2021-05-25 06:04:46

電感線圈的分類與應(yīng)用，一文帶你讀懂！

電流在一個(gè)很短的時(shí)間內(nèi)變?yōu)榱?，所以電感元件兩端?huì)產(chǎn)生瞬時(shí)高壓。電感線圈在電子電路中還可以和電容元件組成LC諧振電路或?yàn)V波電路等，在電力系統(tǒng)中可以制成變壓器、發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)等，這些器件或設(shè)備的工作原理

2022-09-01 18:19:28

電路在PWM調(diào)光時(shí)的問題

一下電路在PWM調(diào)光時(shí)，當(dāng)PWM占空比到98%時(shí)，負(fù)載電流無法上到最大。供電電源是用的DC直流源，不用考慮供電的原因。請(qǐng)大神給點(diǎn)建議。。。。謝謝！

2017-05-22 11:09:12

磁珠的基本原理和特性及在開關(guān)電源設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

磁珠及其在開關(guān)電源中的應(yīng)用(2)

2019-03-12 11:38:46

純干貨，一文讀懂電源設(shè)計(jì)中電容的“地位”

電源往往是我們在電路設(shè)計(jì)過程中最容易忽略的環(huán)節(jié)。其實(shí)，作為一款優(yōu)秀的設(shè)計(jì)，電源設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)是很重要的，它很大程度影響了整個(gè)系統(tǒng)的性能和成本。這里，只介紹一下電路板電源設(shè)計(jì)中的電容使用情況。這往往又是電源

2020-04-20 08:00:00

請(qǐng)問什么是PWM死區(qū)發(fā)生器及其特點(diǎn)？

什么是PWM死區(qū)發(fā)生器及其特點(diǎn)？

2020-12-10 06:38:15

飽和電感及其在開關(guān)電源中的應(yīng)用

`飽和電感及其在開關(guān)電源中的應(yīng)用`

2012-08-20 15:29:05

駐波比的常識(shí)及意義

一文讀懂駐波比(VSWR)的常識(shí)及意義

2021-01-07 07:13:18

迪文醫(yī)療電源產(chǎn)品

迪文的醫(yī)療電源包含醫(yī)用級(jí)小型AC-DC電源模塊和電源適配器兩種，具有低功耗、寬電壓輸入、集成度高、外部電路應(yīng)用簡(jiǎn)單、高低溫度特性好、高效綠色

2022-06-16 16:38:45

PWM逆變電路及其控制方法

PWM逆變電路及其控制方法:目前中小功率的逆變電路幾乎都采用PWM技術(shù)。逆變電路是PWM控制技術(shù)最為重要的應(yīng)用場(chǎng)合。PWM逆變電路也可分為電壓型和電流型兩種，目前實(shí)用的PWM

2009-09-09 12:49:33

PWM整流電路及其控制方法

PWM整流電路及其控制方法:一. PWM整流電路的工作原理:PWM整流電路也可分為電壓型和電流型兩大類，目前電壓型的較多。半橋電路直流側(cè)電容必須由兩個(gè)電容串聯(lián)，其中點(diǎn)和交

2009-09-09 12:53:09

基于DSP的PWM型開關(guān)電源的設(shè)計(jì)

介紹了基于DSP的PWM型開關(guān)電源的原理及設(shè)計(jì)方法，以DSP芯片TMS320LF2407產(chǎn)生SPWM為例闡述了開關(guān)電源中PWM波形的實(shí)現(xiàn)方法。仿具結(jié)果表明，基于DSP的開關(guān)電源具有穩(wěn)定快、失真小、負(fù)載

2009-11-24 11:09:06