脉宽调制 (PWM) 的优点和缺点

脉宽调制 (PWM) 的优点和缺点

科技

在技​​术不断发展以满足我们的利益的时代,有时我们会发现根据我们的需求个性化申请人的局限性。这些个性化可能是由于我们需要确保更少的能源损失或更高的效率或根据我们的兴趣定制结果。

从调制命名的四种基本方法:模拟调制、数字调制、脉冲调制、扩频法来看,脉冲调制方便以脉冲的形式发送模拟信息。

脉宽调制很容易控制微控制器等设备。它将纯模拟信号从数字控制设备发送到其他设备。这些信号形成具有高点和低点的脉冲状波形。

什么是脉宽调制?

脉宽调制是一种用于各种电子设备的控制技术,特别是在交流/直流电机上。它是一种调制过程,对来自控制其性能的设备的模拟信号进行加密。

有时,改变设备的灯光、声音或速度对每个人来说都很困难。改变电源电压会有所帮助,但实施起来并不容易。因此 PWM(脉冲宽度调制)来拯救。

脉宽调制不是改变电源的电压,而是发出一些方波模拟信号,这些信号不断地使设备打开和关闭,其发生的速度使其看起来处于具有实际电压的恒定电源中。

脉宽调制的应用

  1. 现代 LED 灯泡中经常使用 PWM 电路来控制其亮度。
  2. 脉宽调制(PWM)即使在最低速度下也能产生最大扭矩,用于现代车辆。
  3. PWM方法可以消除信号中的噪声,因此它被用于电信领域。
  4. 智能手机和电脑的主板包含 PWM 电路,以减少热辐射。

脉宽调制的优点

更少的电力消耗

PWM 的工作原理是反复打开和关闭设备,从而将功耗降至最低。因此,它需要更少的电力来执行并节省能源。使用 PWM 可以成为一种可持续的节能方法。

经济高效

为了创建脉宽调制,我们需要一个脉宽调制电路,该电路将使用 555 次发射信号,不断地打开和关闭功率 MOSFET 晶体管,从而根据要求进行控制以改变其性能。该电路不会带来成本负担。

效率

尽管 PWM 并不针对电源电压的特定改变而工作,但它比那些需要特定电压来改变其结果的设备工作得更有效。它比其他 3 种著名调制效率高 90%。

与其他灯泡相比,具有 PWM 的 LED 灯泡工作效率更高,并且更方便地改变亮度。

不受大功率电源影响

PWM 工作时功耗低。尽管如此,高电源并不会改变其性能水平。与其他调制不同,PWM 具有高功率处理能力。

噪音较小

PWM消除噪声效率更高,噪声干扰更小。它通过长电缆发送模拟信号,最大限度地减少噪声干扰和失真。

此外,由于其幅度恒定,它具有固有的抗噪声干扰能力。这就是 PWM 主要用于现代电信设备的原因。

产生更多扭矩

脉宽调制电机即使在较低速度下也可以产生更大的扭矩,这有助于电机产生更多的动力来旋转轴。这对于需要更多动力的车辆来说非常有效。

产生更少的热量

PWM电路工作时消耗的能量较少,产生的热量也相对较少。因此,当能量在其他电路中以热量的形式损失时,PWM 通过损失更少的能量来更有效地工作。

幅度和频率独立控制

PWM电路的主要优点是可以独立控制波形的幅度和频率。

发射器和接收器之间不需要同步

与脉冲位置调制不同,脉冲位置调制发送器和接收器之间的同步至关重要,而 PWM 不需要任何特定的同步。

可以将信号与噪声分离

通过根据要求截断幅度,可以轻松地将接收到的脉冲与噪声分离,这也不会影响信号,信号保持在脉冲宽度内。

脉宽调制的缺点

复杂

脉宽调制的制作和工作过程确实很复杂。此外,它需要具有低开关频率的半导体,这也可能成本很高。

频繁的电压尖峰

PWM 电路中通常会出现电压尖峰。然而,这些电压尖峰可能会造成不必要的中断并逐渐损坏保险丝。

通信需要大带宽

与脉冲幅度调制 (PAM) 的带宽不同,PWM 需要较大的带宽才能在通信介质中传输信号。此外,大带宽比较小的带宽可以存储更多信号,因此小带宽脉冲更有可能获得噪声推断。

射频干扰

如果PWM中使用的发射器频率相同或相近,则很可能受到射频干扰。它会破坏信号并破坏通信介质中的消息。

强大的发射器

在 PWM 中,脉冲宽度是可变的,每个脉冲宽度具有不同的功率内容。较低功率的发射器可能会受到包含高功率的脉冲宽度的影响。为了避免发射器出现问题,需要一个功能强大的发射器。

可变功率

脉冲的功率取决于其宽度。在 PWM 中,宽度因信号而异,因此功率将保持可变。

结论

从电动 LED 灯泡到运输车辆,脉宽调制已被证明是一种有效的调制方法。然而,除了显示脉宽调制局限性的事实之外,我们还可以将其视为对现代可持续方法的呼吁,使其在低成本调制系统中更有效地工作。

脉冲宽度调制允许根据我们的需求个性化设备。其功耗也更低,工作更稳定,没有不必要的干扰。