脈沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation，PWM）是一種常用的信號調(diào)制技術(shù)，通過改變脈沖序列的占空比來控制電路中的平均電壓。在電子和電機(jī)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，PWM被廣泛應(yīng)用于調(diào)節(jié)電機(jī)的速度、控制燈光亮度以及轉(zhuǎn)換電源電壓等。
在電機(jī)的電氣模型中，電機(jī)可以用電阻（R）、電感（L）和反電動(dòng)勢（E_back）來表示。當(dāng)對電機(jī)施加電壓時(shí)，電機(jī)兩端加上了電源電壓（V_supply），電流（I_motor）開始流過電機(jī)。在斷電狀態(tài)下，即電壓不再施加到電機(jī)上時(shí)，電機(jī)的端子會(huì)形成短路。這時(shí)，由于儲(chǔ)存在電感中的磁能以及電機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的動(dòng)能，會(huì)發(fā)生電流再生現(xiàn)象，即電流繼續(xù)在電路中流動(dòng)。
如果在一個(gè)相對于電感（L）和電阻（R）的時(shí)間常數(shù)較短的周期內(nèi)，反復(fù)給電機(jī)施加電壓并快速將電機(jī)兩端短路，則可以維持一個(gè)近似恒定的電流流過電機(jī)。這種現(xiàn)象是由于電感阻礙電流變化的性質(zhì)，以及快速交替的電壓施加與短路操作所產(chǎn)生的平均效果。
PWM波形生成：
PWM波形通常由一個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和一個(gè)比較器生成。定時(shí)器以固定的時(shí)鐘頻率運(yùn)行，當(dāng)它達(dá)到預(yù)設(shè)的計(jì)數(shù)值時(shí)，輸出的PWM波形就會(huì)在高電平和低電平之間切換。這個(gè)預(yù)設(shè)的計(jì)數(shù)值被稱為“閾值”或“占空比設(shè)置”，它決定了PWM波形的占空比。
PWM與電機(jī)驅(qū)動(dòng)：
在電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中，PWM用于調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。通過改變PWM信號的占空比，可以控制流經(jīng)電機(jī)電樞或線圈的平均電流，從而調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。例如，在有刷直流電機(jī)中，PWM可以控制電樞電流的大小；在無刷直流電機(jī)（BLDC）和步進(jìn)電機(jī)中，PWM可以控制繞組的激勵(lì)順序和時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)精確的速度控制。
PWM是一種高效、靈活且精確的控制技術(shù)，它在電機(jī)控制和許多其他電子應(yīng)用中都非常流行。通過調(diào)整PWM信號的占空比，可以實(shí)現(xiàn)對電機(jī)速度的精確控制，同時(shí)保持較高的能量效率。然而，設(shè)計(jì)PWM控制系統(tǒng)時(shí)需要考慮開關(guān)損耗、電磁兼容和濾波等因素，以確保系統(tǒng)的可靠性和性能。
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