脈沖寬度調(diào)制（PWM）使用數(shù)字信號來控制功率應(yīng)用，并且可以很容易地通過最少的硬件轉(zhuǎn)換回模擬信號。

模擬系統(tǒng)，如線性電源，由于基本上是攜帶大量電流的可變電阻，因此傾向于產(chǎn)生大量熱量。數(shù)字系統(tǒng)通常不會產(chǎn)生這么多熱量。幾乎所有由開關(guān)設(shè)備產(chǎn)生的熱量都在過渡期間（這可以快速完成），當(dāng)設(shè)備既不開也不關(guān)，而是介于兩者之間時。這是因為功率遵循以下公式：

P = E I，或瓦特 = 電壓 X 電流

如果電壓或電流接近零，那么功率將接近零。PWM充分利用了這一事實。

PWM可以具有模擬控制系統(tǒng)的許多特性，因為數(shù)字信號可以自由旋轉(zhuǎn)。PWM不需要捕獲數(shù)據(jù)，盡管在高端控制器中對此有例外。

占空比

任何方波的參數(shù)之一是占空比。大多數(shù)方波是50%，這是在討論它們時的常態(tài)，但它們不必是對稱的。ON時間可以在信號完全關(guān)閉到完全打開之間完全變化，從0%到100%，以及兩者之間的所有范圍。

下面展示的是10%、50%和90%占空比的例子。雖然每個的頻率相同，但這不是一個要求。

PWM之所以受歡迎的原因很簡單。許多負(fù)載，如電阻器，將功率整合成一個與百分比相匹配的數(shù)字。轉(zhuǎn)換為其模擬等效值是直接的。LED對電流的響應(yīng)非常非線性，給LED一半的額定電流，你仍然可以得到超過一半的LED所能產(chǎn)生的光。通過PWM，LED產(chǎn)生的光水平非常線性。稍后將討論的電機(jī)對PWM也響應(yīng)良好。產(chǎn)生PWM的幾種方式之一是使用鋸齒波形和比較器。如下所示，鋸齒波（或三角波）不必對稱，但波形的線性很重要。鋸齒波形的頻率是信號的采樣率. 如果沒有涉及任何計算，PWM可以非常快。限制因素是比較器的頻率響應(yīng)。這可能不是問題，因為相當(dāng)多的應(yīng)用速度相當(dāng)?shù)汀Ｒ恍┪⒖刂破鲀?nèi)置了PWM功能，可以根據(jù)需要記錄或創(chuàng)建信號。PWM的應(yīng)用非常廣泛。它是D類音頻放大器的核心，通過增加電壓可以增加最大輸出，通過選擇超出人類聽覺范圍的頻率（通常是44Khz），可以使用PWM。揚(yáng)聲器不會響應(yīng)高頻，但會復(fù)制低頻，即音頻信號?？梢允褂酶叩牟蓸勇室垣@得更好的保真度，100Khz或更高的采樣率并不罕見。 另一個流行的應(yīng)用是電機(jī)速度控制。作為一個類別，電機(jī)需要非常高的電流來運(yùn)行。能夠通過PWM改變它們的速度可以大大提高整個系統(tǒng)的效率。與線性方法相比，PWM在控制低轉(zhuǎn)速下的電機(jī)速度更為有效。H橋PWM經(jīng)常與H橋一起使用。這種配置之所以被稱為H橋，是因為它類似于字母H，并且可以通過負(fù)載的兩側(cè)切換電源，從而將負(fù)載上的有效電壓加倍。在感性負(fù)載的情況下，例如電機(jī)，使用二極管來抑制可能損壞晶體管的感性尖峰。電機(jī)中的電感也傾向于排斥波形的高頻分量。這種配置也可以用于D類音頻放大器的揚(yáng)聲器。雖然基本準(zhǔn)確，但這個H橋的電路圖有一個嚴(yán)重缺陷，即在MOSFET之間切換時，頂部和底部的兩個晶體管可能會同時導(dǎo)通，從而承受電源的全部沖擊。這種情況被稱為直通（shoot through），并且可能發(fā)生在H橋中使用的任何類型的晶體管上。如果電源足夠強(qiáng)大，晶體管將無法承受。這是通過在晶體管前面使用驅(qū)動器來處理的，允許一個晶體管關(guān)閉后才允許另一個晶體管導(dǎo)通。 效率在這種情況下是以瓦特為單位來衡量的。如果你有一個90%效率的SMPS，并且它將12VDC轉(zhuǎn)換為5VDC，輸出電流為10安培，那么12V端將大約需要4.6安培的電流。未被計算在內(nèi)的10%（5瓦特）將表現(xiàn)為浪費(fèi)的熱量。雖然這種調(diào)節(jié)器稍微有些噪音，但它的運(yùn)行會比線性對應(yīng)物涼爽得多。