PWM（Pulse Width Modulation）控制——脈衝寬度調製技術，通過對一系列脈衝的寬度進行調製，來等效地獲得所需要波形（含形狀和幅值）.PWM控制技術在逆變電路中應用最廣，應用的逆變電路絕大部分是PWM型，PWM控制技術正是有賴於在逆　變電路中的應用，才確定了它在電力電子技術中的重要地位。

1 PWM相關概念

佔空比:就是輸出的PWM中，高電平保持的時間 與 該PWM的時鐘週期的時間 之比

如，一個PWM的頻率是1000Hz，那麼它的時鐘週期就是1ms，就是1000us，如果高電平出現的時間是200us，那麼低電平的時間肯定是800us，那麼佔空比就是200:1000，也就是說PWM的佔空比就是1:5。

解析度也就是佔空比最小能達到多少，如8位的PWM，理論的解析度就是1:255(單斜率)， 16位的的PWM理論就是1:65535(單斜率)。

頻率就是這樣的，如16位的PWM，它的解析度達到了1:65535，要達到這個解析度，T/C就必須從0計數到65535才能達到，如果計數從0計到80之後又從0開始計到80.......，那麼它的解析度最小就是1:80了，但是，它也快了，也就是說PWM的輸出頻率高了。

雙斜率 / 單斜率

假設一個PWM從0計數到80，之後又從0計數到80.......   這個就是單斜率。

假設一個PWM從0計數到80，之後是從80計數到0.......   這個就是雙斜率。

可見，雙斜率的計數時間多了一倍，所以輸出的PWM頻率就慢了一半，但是解析度卻是1:(80+80) =1:160，就是提高了一倍。

假設PWM是單斜率，設定最高計數是80，我們再設定一個比較值是10，那麼T/C從0計數到10時(這時計數器還是一直往上計數，直到計數到設定值80)，微控制器就會根據你的設定，控制某個IO口在這個時候是輸出1還是輸出0還是埠取反，這樣，就是PWM的最基本的原理了。

2 PWM控制的基本原理
理論基礎：
衝量相等而形狀不同的窄脈衝加在具有慣性的環節上時，其效果基本相同。衝量指窄脈衝的面積。效果基本相同，是指環節的輸出響應波形基本相同。低頻段非常接近，僅在高頻段略有差異。

                                     圖1　形狀不同而衝量相同的各種窄脈衝
面積等效原理：
分別將如圖1所示的電壓窄脈衝加在一階慣性環節（R-L電路）上，如圖2a所示。其輸出電流i(t)對不同窄脈衝時的響應波形如圖2b所示。從波形可以看出，在i(t)的上升段，i(t)的形狀也略有不同，但其下降段則幾乎完全相同。脈衝越窄，各i(t)響應波形的差異也越小。如果週期性地施加上述脈衝，則響應i(t)也是週期性的。用傅立葉級數分解後將可看出，各i(t)在低頻段的特性將非常接近，僅在高頻段有所不同。

                                  圖2 衝量相同的各種窄脈衝的響應波形
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。SPWM波形——脈衝寬度按正弦規律變化而和正弦波等效的PWM波形。

                                圖3 用PWM波代替正弦半波

要改變等效輸出正弦波幅值，按同一比例改變各脈衝寬度即可。 PWM電流波： 電流型逆變電路進行PWM控制，得到的就是PWM電流波。 PWM波形可等效的各種波形： 直流斬波電路：等效直流波形
SPWM波：等效正弦波形，還可以等效成其他所需波形，如等效所需非正弦交流波形等，其基本原理和SPWM控制相同，也基於等效面積原理。
模擬訊號的值可以連續變化，其時間和幅度的解析度都沒有限制。9V電池就是一種模擬器件，因為它的輸出電壓並不精確地等於9V，而是隨時間發生變化，並可取任何實數值。與此類似，從電池吸收的電流也不限定在一組可能的取值範圍之內。模擬訊號與數字訊號的區別在於後者的取值通常只能屬於預先確定的可能取值集合之內，例如在{0V, 5V}這一集合中取值。
模擬電壓和電流可直接用來進行控制，如對汽車收音機的音量進行控制。在簡單的模擬收音機中，音量旋鈕被連線到一個可變電阻。擰動旋鈕時，電阻值變大或變小；流經這個電阻的電流也隨之增加或減少，從而改變了驅動揚聲器的電流值，使音量相應變大或變小。與收音機一樣，類比電路的輸出與輸入成線性比例。
儘管模擬控制看起來可能直觀而簡單，但它並不總是非常經濟或可行的。其中一點就是，類比電路容易隨時間漂移，因而難以調節。能夠解決這個問題的精密類比電路可能非常龐大、笨重(如老式的家庭立體聲裝置)和昂貴。類比電路還有可能嚴重發熱，其功耗相對於工作元件兩端電壓與電流的乘積成正比。類比電路還可能對噪聲很敏感，任何擾動或噪聲都肯定會改變電流值的大小。
通過以數字方式控制類比電路，可以大幅度降低系統的成本和功耗。此外，許多微控制器和DSP已經在晶片上包含了PWM控制器，這使數字控制的實現變得更加容易了。

 簡而言之，PWM是一種對模擬訊號電平進行數字編碼的方法。通過高解析度計數器的使用，方波的佔空比被調製用來對一個具體模擬訊號的電平進行編碼。PWM訊號仍然是數字的，因為在給定的任何時刻，滿幅值的直流供電要麼完全有(ON)，要麼完全無(OFF)。電壓或電流源是以一種通(ON)或斷(OFF)的重複脈衝序列被加到模擬負載上去的。通的時候即是直流供電被加到負載上的時候，斷的時候即是供電被斷開的時候。只要頻寬足夠，任何模擬值都可以使用PWM進行編碼。

       圖1顯示了三種不同的PWM訊號。圖1a是一個佔空比為10%的PWM輸出，即在訊號週期中，10％的時間通，其餘90％的時間斷。圖1b和圖1c顯示的分別是佔空比為50%和90%的PWM輸出。這三種PWM輸出編碼的分別是強度為滿度值的10%、50%和90%的三種不同模擬訊號值。例如，假設供電電源為9V，佔空比為10%，則對應的是一個幅度為0.9V的模擬訊號。

       圖2是一個可以使用PWM進行驅動的簡單電路。圖中使用9V電池來給一個白熾燈泡供電。如果將連線電池和燈泡的開關閉合50ms，燈泡在這段時間中將得到9V供電。如果在下一個50ms中將開關斷開，燈泡得到的供電將為0V。如果在1秒鐘內將此過程重複10次，燈泡將會點亮並象連線到了一個4.5V電池(9V的50%)上一樣。這種情況下，佔空比為50%，調製頻率為10Hz。

       大多數負載(無論是電感性負載還是電容性負載)需要的調製頻率高於10Hz。設想一下如果燈泡先接通5秒再斷開5秒，然後再接通、再斷開……。佔空比仍然是50%，但燈泡在頭5秒鐘內將點亮，在下一個5秒鐘內將熄滅。要讓燈泡取得4.5V電壓的供電效果，通斷迴圈週期與負載對開關狀態變化的響應時間相比必須足夠短。要想取得調光燈(但保持點亮)的效果，必須提高調製頻率。在其他PWM應用場合也有同樣的要求。通常調製頻率為1kHz到200kHz之間。