2. PWM 原理回顾：占空比、频率与死区时间

各位好，我是老周。今天咱们聊点基础，但也是伺服驱动里绕不开的核心——PWM。很多刚入行的兄弟觉得PWM就是“调一下占空比”，其实没那么简单。我在现场调过不下百台伺服，吃过不少亏，今天把这些经验掰开揉碎讲给你听。

2.1 PWM 占空比与电压的关系

PWM，说白了就是通过快速开关功率管，让负载两端得到一个等效的平均电压。你想想看，一个方波，高电平时间占整个周期的比例，就是占空比。

V_avg = V_bus × DutyCycle

举个例子，母线电压是 310V，占空比 50%，那电机绕组上得到的平均电压就是 155V。但注意，这只是平均值，实际波形还是高频方波，电机电感会把它平滑成近似直流。

我在项目中遇到过一个问题：有个同事直接用万用表测PWM输出，发现电压不对。其实万用表测的是平均值，而示波器才能看到真实的方波。嗯，这里要注意，测量工具选错了，结论就全偏了。

2.2 PWM 频率怎么选？

频率选择是个权衡。我见过有人不管三七二十一直接上20kHz，结果电机嗡嗡响，驱动器还发热严重。为什么会这样？

频率高了，好处是电流纹波小，电机运行更平滑，噪声也小（超过人耳范围）。但坏处也很明显：开关损耗大，驱动器发热，而且对IGBT/MOSFET的开关速度要求高。

频率低了，开关损耗小，但电流纹波大，电机会有 audible noise（可听噪声），低速时还可能抖动。

我曾经调过一台印刷机，电机在10kHz时共振特别厉害，换到12kHz就好了。所以频率不是死的，要根据实际负载和机械特性微调。

2.3 死区时间——这个坑我踩过

死区时间，英文叫 Dead Time，是PWM调校里最容易忽略但又最关键的一环。

简单说，就是上下桥臂切换时，故意插入的一段“都关断”的时间。为什么要这么做？因为功率管不是理想开关，关断需要时间。如果上管还没完全关断，下管就导通了，那就直通短路——砰，炸管。

死区时间一般设多少？这取决于功率管的关断延迟。IGBT通常需要 1~3μs，MOSFET快一些，0.5~1μs。但注意，死区时间太长会导致输出波形畸变，产生电流谐波，影响跟随精度。

2.4 知识体系总览

下面这张图把PWM的核心要素串起来了。我建议你把它存下来，调参时对照着看。

2.5 实战中的几个坑

最后分享几个我踩过的坑，希望能帮你省点时间：

• 死区时间设太短： 我曾经在调试一台大功率伺服时，死区时间设得太短，结果上电瞬间IGBT直接炸裂，碎片飞了一地。从那以后，我每次调死区都格外小心。
• 频率和机械共振： 有次调一台高速主轴，PWM频率正好和机械固有频率重合，电机啸叫得像警报器。后来把频率从10kHz改到12kHz，问题解决。
• 占空比极限： 别把占空比设到100%或0%太久，除非你确认散热足够。我见过有人为了省事直接100%占空比跑，结果MOSFET过热烧了。