PWM脈衝寬度調製

上期給同學們講解了數字萬用表的使用，整體來講還是比較簡單的，使用時注意表筆、量程檔位即可。本節課堂將為大家講解到底什麼是PWM(脈衝寬度調製)、為什麼要使用PWM、怎麼產生PWM控制信號等。

（↑視頻時長 04:23）

PWM拆開來就是：【P=Pulse、W=Width、M=Modulation】=>脈衝寬度調製。估計同學們還是不明白啥意思！！！

（↑佔空比在不斷地變化）

一天的時間是24小時，這個同學們應該是知道的。如果正常是8小時工作制，那麼工作的8H佔一天24H的 1/3，那麼佔空比就是1/3。突然老闆發話了，說今天我們工作12H，那麼佔空比就成了1/2。這樣就完成了一個工作時間寬度的調製，我不斷的上班、下班或者不斷地加班、放假，如此循環則為PWM。

（↑PWM面積等效，圖片來源：超神豹）

面積等效：用一系列等幅不等寬的脈衝來代替一個正弦半波，正弦半波N等分，看成N個相連的脈衝序列，寬度相等，但幅值不等；用矩形脈衝代替，等幅，不等寬，中點重合，面積（衝量）相等，寬度按正弦規律變化。

PWM有一個「孿生兄弟」叫PAM，脈衝振幅調製（Pulse Amplitude Modulation），簡單的講就是信號的最高電壓在一直變化（PWM的最高電壓是固定不變的）。

在本節課程的視頻中，主要是提出了使用滑動變阻器的弊端和不足。小電流電路使用滑動變阻器是可以調節電路電流的，進而實現了功率的調節。但是在大電流電路中，滑動變阻器就沒有辦法使用了，比如咱們的電力機車。

在 Title1 中我們以「上班」為例，在這裡我們還用它。電動機上班1H，轉速就超過了我需要的轉速，那麼我讓他在這1H之內，休息個十次、百次，那它的實際功率肯定低於額定功率，轉速就下來了。

（↑三相橋式PWM型逆變電路，圖片來源：超神豹）

拿上圖來說，每一個IGBT的驅動信號就是PWM，通過一定的算法和模型，來實現對電機的精準控制。

在我國現有的和諧號系列及車上，PWM整流技術有著廣範的使用，在CRH系列車上都使用了以PWM調頻調壓技術，在CRH1、CRH3、CRH5型車上都是用的兩點平脈衝整流器，用PWM調製技術來實現開關元件的導通與關斷；在CRH2型車上用的是三電平脈衝整流器，同樣是以PWM調製技術來實現開關元件的導通與關斷。

PWM常見在：單相橋式逆變電路、開關電源、LED調光等。

（↑NE555應用電路，圖片來源：超神豹）

在這個PWM發生器電路中，通過選擇電阻RV1和電容C1的值控制PWM信號的輸出頻率，使用可變電阻代替固定電阻器來改變輸出信號的佔空比。電容器通過D1二極體充電，通過D2二極體放電，在555定時器的輸出引腳上產生PWM信號。

PWM信號的頻率由下式確定：F = 0.693 * RV1 * C1'

注意：有興趣的同學可以自行比對一下VVVF和PWM之間的關係和區別，同時也了解一下NE555晶片的其他應用電路。