簡介
脈寬調製(PWM)是開關型穩壓電源中的術語。這是按穩壓的控制方式分類的，除了PWM型，還有PFM型和PWM、PFM混合型。脈寬寬度調製式(PWM)開關型穩壓電路是在控制電路輸出頻率不變的情況下，通過電壓反饋調整其占空比，從而達到穩定輸出電壓的目的。
脈寬調製是利用微處理器的數字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術，廣泛套用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領域中。
相關
模擬電路
模擬信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。模擬信號與數位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，音量鏇鈕被連線到一個可變電阻。擰動鏇鈕時，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，模擬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，模擬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模擬電路可能非常龐大、笨重(如老式的家庭立體聲設備)和昂貴。模擬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。模擬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。
數字控制
通過以數字方式控制模擬電路，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是一種對模擬信號電平進行數字編碼的方法。通過高解析度計數器的使用，方波的占空比被調製用來對一個具體模擬信號的電平進行編碼。PWM信號仍然是數字的，因為在給定的任何時刻，滿幅值的直流供電要么完全有(ON)，要么完全無(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。<IMG alt=圖1：不同占空比的PWM信號。
硬體控制器
許多微控制器內部都包含有PWM控制器。例如，Microchip公司的PIC16C67內含兩個PWM控制器，每一個都可以 選擇接通時間和周期。占空比是接通時間與周期之比；調製頻率為周期的倒數。執行PWM操作之前，這種微處理器要求在軟體中完成以下工作：
* 設定提供調製方波的片上定時器/計數器的周期
* 在PWM控制暫存器中設定接通時間
* 設定PWM輸出的方向，這個輸出是一個通用I/O管腳
* 啟動定時器
* 使能PWM控制器
雖然具體的PWM控制器在編程細節上會有所不同，但它們的基本思想通常是相同的。
通信與控制
PWM的一個優點是從處理器到被控系統信號都是數字形式的，無需進行數模轉換。讓信號保持為數字形式可將噪聲影響降到最小。噪聲只有在強到足以將邏輯1改變為邏輯0或將邏輯0改變為邏輯1時，也才能對數位訊號產生影響。
對噪聲抵抗能力的增強是PWM相對於模擬控制的另外一個優點，而且這也是在某些時候將PWM用於通信的主要原因。從模擬信號轉向PWM可以極大地延長通信距離。在接收端，通過適當的RC或LC網路可以濾除調製高頻方波並將信號還原為模擬形式。
PWM廣泛套用在多種系統中。作為一個具體的例子，我們來考察一種用PWM控制的制動器。簡單地說，制動器是緊夾住某種東西的一種裝置。許多制動器使用模擬輸入信號來控制夾緊壓力(或制動功率)的大小。加在制動器上的電壓或電流越大，制動器產生的壓力就越大。
可以將PWM控制器的輸出連線到電源與制動器之間的一個開關。要產生更大的制動功率，只需通過軟體加大PWM輸出的占空比就可以了。如果要產生一個特定大小的制動壓力，需要通過測量來確定占空比和壓力之間的數學關係(所得的公式或查找表經過變換可用於控制溫度、表面磨損等等)。
例如，假設要將制動器上的壓力設定為100psi，軟體將作一次反向查找，以確定產生這個大小的壓力的占空比應該是多少。然後再將PWM占空比設定為這個新值，制動器就可以相應地進行回響了。如果系統中有一個感測器，則可以通過閉環控制來調節占空比，直到精確產生所需的壓力。
總之，PWM既經濟、節約空間、抗噪性能強，是一種值得廣大工程師在許多設計套用中使用的有效技術。
