變頻空調中的“變頻”指的是什麼？為什麼變頻會更省電？本文注意介紹SOC設計中常見的IP-PWM

1、PWM

PWM是脈沖寬度調制（Pulse Width Modulation）的縮寫。是一種利用數字輸出來對模拟電路進行控制對一種非常有效的技術。它能夠以節能（通常更安靜）的方式來控制電機的速度、加熱器的熱輸出等等。現有的脈寬調制應用包括但不限于：

• 變速風扇控制器。
• VRF暖通空調壓縮機驅動。
• 混合動力和電動汽車電機驅動電路。
• LED調光器。

脈沖寬度調制技術改變了世界，它降低了使用變頻空調、變頻冰箱、變頻洗衣機等電機的電器的功耗。例如，在某些情況下，變頻空調的能耗不到非變頻空調的一半。在當代，如果一個設備被宣傳為有一個變速壓縮機或變速風扇（這不包括兩個或三個速度風扇），它很大可能是使用了脈寬調制技術！

2、PWM基本原理

無論是什麼形狀的電壓波形，隻要波型與坐标軸t圍成的陰影面積相同

則産生的效果（平均輸出電壓）是一樣的。這就是面積等效原理！

因此可以使用這些脈沖來代替正弦波或所需要的波形，如果按照一定規則對各脈沖對寬度進行調制，即可改變電路輸出電壓的大小，也可改變輸出對頻率。

3、為什麼使用PWM

電氣工程師可能想知道為什麼他們應該使用脈沖寬度調制來控制設備，而用戶也有類似的問題，答案是一樣的：為什麼要使用變頻空調或其他變速電器？

這兩個問題的答案都是：PWM改變了電器電機的速度，因此它們隻消耗所需的功率，而不會像消耗熱量一樣消耗掉未使用的電流。一個舊的替代方案是一個簡單的晶體管電路，通過改變其電阻來改變通過它的電流。同樣适用于電阻的效率規則也适用于晶體管——它們的電阻會導緻能量浪費，因為它們會将其中的一部分作為熱量燒掉。在這方面，它們就像加熱器。幸運的是，這些電路從未成為主流。空調、冰箱等電器因為頻繁的開關而一直全速運轉，噪音大，浪費能源。

4、PWM是如何工作的？

PWM的工作原理是脈沖直流電流，改變每個脈沖保持“開啟”的時間量，以控制流向LED等設備的電流量。PWM是數字的，這意味着它有兩種狀态：開和關（在二進制下應于1和0）。

每次脈沖開啟的時間越長，LED就越亮。由于脈沖間隔很短，LED實際上不會關閉。換言之，LED的電源開關速度非常快（每秒數千次），以至于LED實際上不會閃爍。這就是所謂的PWM調光，而這樣的電路就是所謂的PWM LED調光電路。

如果PWM電源的占空比設置為70%，則脈沖在70%的時間内打開，在30%的時間内關閉。占空比是指工作時間。在70%的占空比下，LED的亮度應該接近70%。占空比和亮度之間的相關性不是100%線性的，因為led的效率随供電電流的大小而變化。如果占空比為0%，則整個信号将平坦，如下所示。0%的脈寬調制占空比意味着電源斷開。在這種狀态下，LED将無法工作。它隻會關閉。

PWM電路之所以如此有效，關鍵是它沒有采用電阻來限制電流的大小。它通過完全打開和關閉電流來控制電流的大小，因此沒有額外對功耗，相比其他方式更經濟，抗噪性更強，是一種實用的有效技術。

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