脈沖寬度調制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，廣泛應用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領域中。

　　脈沖寬度調制是一種模擬控制方式，其根據相應載荷的變化來調制晶體管基極或MOS管柵極的偏置，來實現晶體管或MOS管導通時間的改變，從而實現開關穩壓電源輸出的改變。這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時保持恒定，是利用微處理器的數字信號對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術。

　　PWM控制技術以其控制簡單，靈活和動態響應好的優點而成為電力電子技術最廣泛應用的控制方式，也是人們研究的熱點。由于當今科學技術的發展已經沒有了學科之間的界限，結合現代控制理論思想或實現無諧振波開關技術將會成為PWM控制技術發展的主要方向之一。其根據相應載荷的變化來調制晶體管基極或MOS管柵極的偏置，來實現晶體管或MOS管導通時間的改變，從而實現開關穩壓電源輸出的改變。這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時保持恒定，是利用微處理器的數字信號對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術。

　　為什么用pwm轉模擬電壓

　　脈寬調制（PWM）是從微控制器或FPGA等數字器件產生模擬電壓的一種常用方法。大多數微控制器都具有內置的專用 PWM 產生外設，而且其僅需幾行 RTL 代碼即可從FPGA產生一個PWM信號。如果模擬信號的性能要求不是太嚴格，那么這就是一種簡單和實用的方法，因為它只需要一個輸出引腳，而且與具有一個 SPI 或 I2C 接口的數模轉換器 （DAC） 相比，其代碼開銷是非常低。

　　pwm轉模擬電壓原理

　　控制方式就是對逆變電路開關器件的通斷進行控制，使輸出端得到一系列幅值相等的脈沖，用這些脈沖來代替正弦波或所需要的波形。也就是在輸出波形的半個周期中產生多個脈沖，使各脈沖的等值電壓為正弦波形，所獲得的輸出平滑且低次諧波少。按一定的規則對各脈沖的寬度進行調制，即可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可改變輸出頻率。

　　在PWM波形中，各脈沖的幅值是相等的，要改變等效輸出正弦波的幅值時，只要按同一比例系數改變各脈沖的寬度即可，因此在交－直－交變頻器中，PWM逆變電路輸出的脈沖電壓就是直流側電壓的幅值。

　　在給出了正弦波頻率，幅值和半個周期內的脈沖數后，PWM波形各脈沖的寬度和間隔就可以準確計算出來。按照計算結果控制電路中各開關器件的通斷，就可以得到所需要的PWM波形。

　　pwm轉模擬電壓電路圖及誤差分析

　　（1）穩壓二極管的動態電阻引入的誤差

　　穩壓二極管的動態電阻比較大，一般在幾十Ω左右（工作電流5~10 mA時）；而運算放大器的驅動能力比較小，只能使穩壓二極管工作在較小的工作電流下。另外，穩壓二極管小電流工作時的動態電阻更大，更容易引起電壓變化。

　　（2）穩壓二極管溫度漂移引入的誤差

　　2DW7（2DW230~236）內部結構可以認為是2個穩壓二極管對接串聯而成的。其中一個二極管的正向電壓降（具有負溫度系數）對另一個穩壓二極管的溫度漂移（具有正溫度系數）進行補償，得到很低的溫度系數。然而，當2DW7反向應用時，其溫度漂移就不能得到恰當的補償，從而導致負脈沖部分的溫度系數較高。

　　（3）運算放大器引入的誤差

　　運算放大器的輸入失調電壓的漂移可直接導致脈沖振幅的誤差；而轉換速率（SR）過低，將導致脈沖方波波形的失真，繼而引起電壓的誤差。失調電壓溫度漂移低并且轉換速率高的運算放大器的價格將會很高。

　　但是，對于8~10位的PWM而言，該電路已經能夠滿足要求。對于要求更低的場合，可以用2個廉價的穩壓二極管對接來代替2DW7。

　　（1）模擬開關的導通電阻引起的誤差

　　模擬開關導通時有一定的導通電阻。TL431調整腳輸入電流通過模擬開關時就會形成電壓降，產生誤差。MAX4544的導通電阻為35 Ω，而TL431的調整腳輸入電流則在4 μA以下。由此而導致基準電壓的誤差小于140 μV，為2.5 V的 0.000 056，相當于二進制14位的精度。

　　（2）開關延遲時間引入的誤差

　　開關延遲時間將會引起脈沖占空比的變化，從而導致PWM輸出脈沖產生誤差。MAX4544的導通時間為30 ns，關斷時間為25 ns。計算可知，當PWM頻率為10 kHz時，由此產生的誤差最大為0.0003，相當于12位的精度。如果PWM的頻率選得較低，則開關延遲時間的影響相應減小。例如選取1 kHz時，引入誤差為0.000 03，相當于15位的精度。

　　上述兩項中真正影響輸出電源精度的是這些參數隨溫度和時間的漂移。由于這兩項參數本身的絕對值非常小，可以推知它們的漂移更小。

　　從以上的分析可知，由于附加電路引入的誤差完全能夠滿足PWM的精度需求。

　　實際應用電路圖