PWM控制在當今的電子領域廣泛地應用，促使PWM在當今電子領域如此廣泛使用的原因，當然是它能夠控制電子領域每個細分領域內(nèi)的眾多設備。總體而言，PWM信號用于調(diào)光LED、控制電機和各種其他電子設備。那么，PWM方法的功能是什么？

什么是脈寬調(diào)制（PWM）？PWM是一種減少所施加電信號的平均可傳遞功率量的方法。此外，該過程是通過有效地將信號分成不同的部分來實現(xiàn)的。此外，在功能方面，通過快速打開和關閉負載和電源之間的開關來實現(xiàn)對提供給負載的平均電流和電壓的控制。

一、脈沖寬度調(diào)制功能和應用

此外，當比較使用中的開關的開啟和關閉周期時，增加開啟時間與關閉時間會增加提供給負載的總功率。正如您可能想象的那樣，這種類型的控件有許多有用的應用程序。例如，PWM與最大功率點跟蹤或MPPT配對是降低太陽能電池板輸出以方便電池使用的主要方法之一。

然而，PWM特別適合運行慣性設備，如電機，這些設備不會很快受到這種獨特開關的影響。同樣，這對于LED來說同樣如此，因為它們的功能以線性方式受其輸入電壓的影響。此外，PWM開關頻率需要足夠高，以免影響負載，但負載感知的結(jié)果波形也應該是平滑的。

一般來說，電源必須切換的頻率會因設備及其應用而有很大差異。例如，對于PC電源和音頻放大器，開關必須每分鐘進行幾次，例如電爐和幾十或幾百kHz。此外，使用PWM的顯著優(yōu)勢之一是開關器件中的功率損耗非常低。事實上，在開關的關閉階段，幾乎沒有電流。此外，在開關的導通階段，在向負載傳輸功率的同時，開關兩端的電壓幾乎沒有下降。

因此，由于功率損耗是電壓和電流的結(jié)果，這相當于PWM的功率損耗接近于零。此外，PWM也非常適合數(shù)字控制。這是由于數(shù)字技術作為一個整體的性質(zhì)，即1和0或開和關狀態(tài)。一般而言，數(shù)字技術的固有特性使其能夠輕松實現(xiàn)PWM的功能，因此很容易設置必要的占空比。

PWM目前也用于特定的通信系統(tǒng)，其占空比用于通過通信信道傳送信息。PWM是一種從高頻脈沖生成低頻輸出信號的方法或技術。通過在高電壓和低電壓（直流軌）之間快速切換輸出電壓，例如逆變器支路，低頻輸出基本上成為切換周期內(nèi)的平均電壓。

如果您還記得，我曾簡要提到過，PWM非常適合作為LED的控制方法，因為它們的功能受輸入電壓影響的線性方式。當然，既然我們指的是光輸出，那么可以肯定地說我們指的是某種形式的調(diào)光。我相信您知道，在這種情況下，調(diào)光是我們改變LED光輸出的過程。我們利用這個過程來節(jié)省能源、延長LED的生命周期、提供其他功能，甚至在某些情況下設置氛圍。

二、LED調(diào)光系統(tǒng)中的脈沖寬度調(diào)制

在LED之前使用的大多數(shù)調(diào)光系統(tǒng)以及今天使用的調(diào)光系統(tǒng)都具有迎合白熾燈泡的設計。此外，這些調(diào)光系統(tǒng)通常使用正相和反相調(diào)光方法，其中調(diào)光器切斷或中斷線路輸入（AC）以降低負載（驅(qū)動器）的總功率。此外，輸入功率的降低會導致驅(qū)動器的輸出降低，從而導致亮度降低。

然而，與傳統(tǒng)的白熾燈泡相比，這種特殊調(diào)光方法的副作用是效率降低。此外，它還會產(chǎn)生電流浪涌、交流失真和不需要的EMI輻射。然而，對于LED，情況并非如此。一般來說，除了成本增加之外，LED在各方面都更勝一籌。

LED提供更高的光質(zhì)量、效率、生命周期和耐用性?？傮w而言，如前所述，與白熾燈泡相比，對LED進行調(diào)光具有幾個優(yōu)勢。此外，由于LED的光強度與其輸入電流和電壓直接相關，因此調(diào)光可以節(jié)省能源。此外，如前所述，對LED進行調(diào)光可延長生命周期，因為它們在調(diào)光期間以較低的溫度工作。一般來說，與其他光源相比，LED具有較寬的調(diào)光范圍，并且提供的調(diào)光不到其最大輸出的1%。

三、調(diào)光LED的方法

總的來說，每個LED設備都需要一個驅(qū)動器來實現(xiàn)調(diào)光，目前，驅(qū)動器使用兩種標準方法來完成這項任務。第一個是PWM，這個之前已經(jīng)討論過，另一個是恒流減壓或模擬調(diào)光。

四、脈寬調(diào)制（PWM）

如前所述，使用PWM時，LED在LED的額定電流下以高頻關閉和打開。此外，這種快速切換的速度足以讓人眼看到。最終，LED亮起的時間（占空比）與一個完整周期的總時間之比決定了LED的亮度級別。

PWM調(diào)光的優(yōu)點：

（1）提供更精確的輸出電平。
（2）非常適合需要保持LED特定特性（例如效率、顏色或溫度）的應用。
（3）提供更廣泛的調(diào)光范圍。
（4）通過在其建議的正向電流和正向電壓工作點運行LED來避免顏色偏移。

PWM調(diào)光的缺點：

（1）需要既昂貴又復雜的驅(qū)動程序。
（2）由于開關周期的快速上升沿和下降沿，快速開關會產(chǎn)生EMI輻射。
（3）如果使用較長的導線，由于導線的固有特性（電感和電容）會干擾PWM的快速邊沿，它會在驅(qū)動器中產(chǎn)生性能問題。

五、恒流降低（CCR）

使用恒定電流降低方法（CCR），電流連續(xù)流過LED。因此，LED一直處于開啟狀態(tài)，這與PWM方法不同，在這種方式中LED在開啟和關閉狀態(tài)之間波動。但是，使用CCR，您可以通過改變或改變電流電平來控制LED的亮度。

CCR調(diào)光方法的優(yōu)點：

（1）非常適合具有嚴格EMI要求的應用以及使用長線路的遠程應用。
（2）CCR使用的驅(qū)動器可提供比使用PWM（24.8V）的驅(qū)動器更高的輸出電壓限制（60V）。這些規(guī)范是指UL分類的2類驅(qū)動器，適用于潮濕和干燥的地方。

CCR調(diào)光方式的缺點：

（1）CCR方法不適用于需要調(diào)光低于最大輸出10%的應用。這是由于在極低電流下LED的光產(chǎn)生不一致?？傊褂眠@種方法的LED在這些電流水平上表現(xiàn)不佳。
（2）使用低驅(qū)動電流會產(chǎn)生不一致的顏色。

PWM是一種通用的控制方法，在電子領域有很多應用。此外，LED受電流和電壓影響的線性方式使它們成為PWM控制方面的理想候選者。盡管還有其他控制方法，但就LED的調(diào)光系統(tǒng)而言，事實仍然是最有利的方法是脈沖寬度調(diào)制。

以上就是英銳恩單片機開發(fā)工程師分享的“PWM調(diào)光系統(tǒng)與其他脈沖寬度調(diào)制應用”。英銳恩專注單片機應用方案設計與開發(fā)，提供8位單片機、16位單片機、32位單片機。