【pwm占空比】PWM（脉冲宽度调制）是一种广泛应用在电子和自动化控制领域的技术，通过调节脉冲信号的宽度来控制输出功率或能量。其中，“占空比”是PWM的核心参数之一，它决定了信号在一个周期内高电平所占的比例。
一、PWM占空比简介
占空比（Duty Cycle）是指在一个完整的脉冲周期中，高电平持续时间与整个周期时间的比值。通常以百分比形式表示，计算公式如下：
$$
\text{占空比} = \left( \frac{\text{高电平时间}}{\text{周期时间}} \right) \times 100\%
$$
例如，一个周期为1ms的PWM信号，如果高电平时间为0.5ms，则占空比为50%。
占空比直接影响输出的平均电压或功率。在电机控制、LED亮度调节、电源管理等领域，调整占空比可以实现精确的控制效果。
二、PWM占空比的作用
| 应用场景 | 占空比作用 |
| LED亮度调节 | 占空比越高，LED越亮；反之则越暗 |
| 电机转速控制 | 占空比影响电机的平均输入功率，从而控制转速 |
| DC-DC转换器 | 调节占空比可改变输出电压的大小 |
| 音频信号处理 | 在某些音频系统中用于模拟信号的调制 |
三、占空比的典型范围
PWM的占空比通常在0%到100%之间变化，具体取决于应用需求：
| 占空比范围 | 说明 |
| 0% | 完全关闭，无输出 |
| 25% | 输出较低功率，适合轻载运行 |
| 50% | 中等功率，常用于平衡控制 |
| 75% | 高功率输出，适用于需要较大驱动力的场合 |
| 100% | 完全导通，输出最大功率 |
四、占空比的调节方式
1. 硬件调节：通过微控制器（如Arduino、STM32）的PWM模块直接设置占空比。
2. 软件调节：在程序中动态调整高电平和低电平的时间比例。
3. 外部电路调节：使用可变电阻或电位器配合运算放大器进行模拟调节。
五、占空比与频率的关系
虽然占空比独立于频率，但两者共同决定了PWM信号的整体特性。频率决定了信号的变化快慢，而占空比决定信号的强度。在实际应用中，需根据负载特性选择合适的频率和占空比组合。
六、总结
PWM占空比是控制输出功率和信号强度的关键参数。通过合理设置占空比，可以在多种应用场景中实现高效、精准的控制。无论是工业自动化还是消费电子产品，PWM技术都发挥着重要作用。掌握占空比的基本原理和应用方法，有助于提升电子系统的设计能力和调试效率。
| 关键词 | 含义 |
| PWM | 脉冲宽度调制 |
| 占空比 | 高电平时间与周期时间的比值 |
| 频率 | 每秒脉冲周期数 |
| 调节 | 通过软件或硬件改变占空比值 |
| 应用 | 电机控制、LED调光、电源管理等 |