占空比是指在一个周期中高电平所占时间比上整个周期时间的比例,用百分比表示。电流是指电子在导体中的流动。在直流电路中,电流大小不会随时间变化,但在交流电路中,电流的大小和方向是不断变化的。
在PWM控制电路中,通过改变高电平和低电平持续时间的比例,调节输出电压和电流大小。
占空比小意味着高电平时间较短,而低电平时间较长。在高电平时,电流通过电路中的负载,产生功率,使负载发热,产生能量损失。当高电平时间缩短时,这种能量损失减小,使得平均功率减小。但是控制电路开启和关闭所需的固定功率,在每个周期内是不变的,因此当高电平时间减小时,低电平时间就会增加,产生更多的控制开关损失,在平均功率相同时会导致更大的电流。
此外,当PWM信号的频率较高时,由于电流方向不断变化,会产生更多的涡流和高频损耗,也会导致更大的电流。
占空比和电流的关系可以用脉冲平均值公式来表示:I_avg = I_max × duty cycle。
其中I_avg是脉冲平均电流值,I_max是负载电流的最大值,duty cycle是占空比百分比。可以看到,当占空比减小时,脉冲平均电流值也会随之减小。
虽然占空比小会导致更大的电流,但在某些应用场景下,这是可以接受的。例如,对于一些具有高瞬态响应要求的负载,短暂的高电流脉冲可以快速地驱动负载,使其更稳定地工作。此外,在电动车的控制系统中,占空比小的PWM信号可以减小刹车时电机的能量损失和电磁干扰。