脉宽调制(Pulse Width Modulation)是现代电机控制的基础技术,让我们从零开始理解它的工作原理
想象一下电灯开关:如果你每秒钟开关电灯100次,其中30次是开着的,70次是关着的, 那么灯的平均亮度就是30%。PWM控制就是这个原理 - 通过快速开关来控制平均功率。
关键理解:PWM不是直接控制电压大小,而是控制电压的开关时间比例, 从而实现平均功率的精确控制。
占空比是PWM控制的核心概念。它决定了电机获得的平均电压。占空比越大,电机获得的平均功率越大,转速越高。这就像水龙头的开关 - 开得越久,流出的水越多。
最常见的PWM应用,通过调节占空比控制电机转速
利用人眼的视觉暂留效应,通过PWM控制LED平均亮度
控制加热元件的平均功率,实现温度调节
A: 一般选择电机电气时间常数的5-10倍。对于小型直流电机,通常1-20kHz即可。频率太低会有噪音,太高会增加开关损耗。
A: 可能是PWM频率太低、负载变化、或电源电压不稳定。试试提高PWM频率或增加负载电容。
A: PWM适合开环控制,精度有限。对于高精度应用,需要配合闭环反馈控制(如PID)使用。