【pwm占空比】PWM（脉冲宽度调制）是一种广泛应用在电子控制领域的技术，尤其在电机控制、电源调节和LED亮度调节等方面表现突出。其中，“占空比”是PWM的核心参数之一，用于描述信号的“开”与“关”时间比例。以下是对PWM占空比的总结与对比分析。
一、PWM占空比概述
PWM通过周期性地切换输出信号的高低电平来实现对功率的控制。一个完整的PWM信号包括两个关键部分：
- 周期（Period）：从一个脉冲开始到下一个脉冲开始的时间长度。
- 脉宽（Pulse Width）：高电平持续的时间长度。
占空比（Duty Cycle）就是脉宽与周期的比值，通常用百分比表示，计算公式如下：
$$
\text{占空比} = \left( \frac{\text{脉宽}}{\text{周期}} \right) \times 100\%
$$
占空比越高，表示高电平时间越长，平均输出功率越大；反之则越小。
二、不同应用场景下的占空比特点
| 应用场景 | 占空比范围 | 功能说明 | 示例 |
| LED亮度调节 | 0% ~ 100% | 控制LED亮灭程度 | 50%时亮度为最大的一半 |
| 电机速度控制 | 20% ~ 90% | 调节电机转速 | 70%时电机运行较快 |
| DC-DC转换器 | 30% ~ 80% | 调整输出电压 | 50%时输出电压为输入的一半 |
| 音频信号生成 | 0% ~ 100% | 模拟音频波形 | 可用于合成正弦波等 |
| 伺服电机控制 | 5% ~ 10% | 控制舵机角度 | 5%对应0度，10%对应180度 |
三、占空比的影响因素
1. 频率选择：高频PWM可以减少电磁干扰，但可能增加系统复杂度。
2. 负载特性：不同的负载对占空比的响应不同，例如电机和LED的响应曲线不同。
3. 控制精度：高精度的控制系统可以更精细地调整占空比，提升性能。
4. 电源电压：占空比影响实际输出电压，需根据电源设计合理设置。
四、占空比的实际应用建议
- 在需要精确控制的场合，应使用高分辨率的PWM控制器。
- 对于感性负载（如电机），避免占空比过低，防止电流断续。
- 使用示波器或逻辑分析仪可直观观察PWM波形和占空比变化。
- 在编程中，可通过定时器或硬件模块实现占空比的动态调整。
五、总结
PWM占空比是实现功率控制的关键参数，直接影响系统的性能和效率。理解其原理及在不同场景下的应用，有助于优化电子系统的设计与调试。合理设置占空比不仅能提高设备性能，还能延长使用寿命并降低能耗。