这篇原创文章基于实践经验，提供了严谨可靠的设计原理和思路。
PWM的应用范围非常广泛，包括直流电机的无级调速、开关电源、逆变器等。我个人认为，要充分理解模拟电路、掌握模拟电路并取得突破，需要了解以下三点：
PWM、电感、纹波。
PWM是一种技术手段，PWM波就是通过这种技术手段控制的脉冲波。
这个比喻非常形象、贴切，如图1所示。希望对正在学习的朋友们有所帮助和启发。
图1：图像隐喻
PWM的正式名称是脉冲宽度调制（通俗地说，就是调整脉冲的宽度）。在了解TA之前，TA是电子电力应用中非常重要的控制技术。首先我们来了解一些概念。
图2显示了脉搏波的基本信息。
图2：脉搏波基本信息
脉冲周期（T），单位是时间，如纳秒（ns）、微秒（s）、毫秒（ms）。
脉冲频率（f），单位有赫兹（Hz）、千赫兹（kHz）等，与脉冲周期成倒数关系，f=1/T；
脉冲宽度（W）称为“脉冲宽度”，是脉冲高电平的持续时间。单位是时间，例如纳秒(ns)、微秒(s) 和毫秒(ms)。
占空比（D），脉冲宽度除以脉冲周期得到的值，以百分比表示，如50%。它也经常表示为小数或分数，例如0.5 或1/2。
上述关系如图3 中的方程所示。
图3：方程式
在工程应用中，PWM波是一种幅度和周期（或频率）恒定、脉冲宽度（或占空比）可调的脉冲波。接下来，让我们了解什么是PWM 波以及其背后的想法。
如果要控制直流电机的速度，可以改变其两端的电压，但这种方法有很大的局限性，而且可调直流电源由于结构复杂且成本高昂而不切实际。
因此，我们采用另一种控制方式：电压源驱动器直流电机。电压源提供多种直流电压，应用非常灵活。 PWM用于由驱动器控制电机的速度。
可调直流电源控制和PWM 控制都可以调节速度，但它们有什么共同点呢？
如图4至图7所示，当电机以相同速度旋转时，红色代表驱动器输出的等幅PWM波，蓝色代表可调直流电源输出的电压。两者都直接作用于负载。
图4
图5
图6
图7
我从上面学到了什么：
当PWM 波的占空比较大时，对应的直流电压接近PWM 波的幅值，反之则接近0V。
周期性红色PWM波脉宽下的矩形面积之和等于蓝色直流电压的面积，即伏与秒的乘积相等：
U red (振幅) ton=U blue T 将T的两端同时除以T，可得到以下关系：
U 红色（幅度） 占空比=U 蓝色例如，如果PWM 波的幅度为24V，占空比为50%，则作用在电机上的12V 直流电压将产生完全相同的效果。也就是说，速度是一样的。换句话说，24V x 50%=12V。
另外，既然这个关系成立，那么是否可以任意设定PWM波的频率？如果频率太低，电机将无法正常工作，从而导致较大的振动和噪音。如果频率太高，驱动器的开关损耗就大，电机可能会啸叫而停止转动。一般PWM 频率为1k 至30k，但实际中建议测试时根据电机输出确定合适的PWM 频率范围。
图8显示了物理测试，其中脉冲宽度保持不变，而添加的负载如图9所示。
图8：旋转旋钮控制脉冲宽度变化
图9为有刷直流电机PWM无级调速的物理测试。在这个测试中，一个LED并联到电机的输入端，它的亮度反映了电机速度的变化。
图9：PWM控制电机调速
想要了解这个驱动原理的朋友可以参考文章：如何设计直流电机PWM调速器
关键点：
PWM波实际上是一种脉冲宽度可以连续调节的矩形脉冲波。
占空比实际上代表了脉冲宽度与脉冲周期的比值，如果用占空比来表达，那么脉冲宽度就不再那么重要了。
占空比调节即脉宽调节。虽然表述不同，但本质是一样的。
PWM波满足伏秒积计算：U red（幅度）占空比=U blue，其效果与直流电压相同。
本标题重点关注产品级电子电气设计和应用，敬请关注更多详细信息。
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