在深入了解pwm（脉冲宽度调制）之前，我们常常看到它在散热器和风扇中的应用，支持pwm的产品通常被认为更为高级。pwm不仅在主板、显卡和电源评测中频繁提及，而且已成为pc中不可或缺的技术。但究竟pwm是什么？它为何如此重要？许多玩家可能对这一点只是略知一二，而对其深层原理了解甚少。今天，我们将探讨pwm的基本概念及其在pc中的应用，揭开这个看似熟悉但仍感陌生的技术的面纱。
pwm的全名为pulse width modulation，即脉冲宽度调制，这是一种数字信号，其核心由两个部分定义：占空比和频率。占空比表示信号在高电平状态的时间占总周期时间的百分比，而频率则是信号完成一个周期的速度，决定了信号在高低电平状态之间的切换速度。
尽管pwm本质上是数字信号，但它在模拟电路控制中却发挥着至关重要的作用。pwm的设计目的之一就是为了实现对模拟电路的数字化控制。例如，当数字信号源的高电平为5v、低电平为0v时，我们可以通过占空比为60%的pwm信号输出相当于3v的模拟信号，即一个周期内60%的时间为5v，40%的时间为0v。只要pwm的频率足够高，这样就能获得一个电平接近于3v的信号源。这种机制让pwm在控制模拟电路时具有了高效的数字化能力。
在过去，模拟电路的精确控制需要复杂的电路，导致体积庞大且功耗高。而pwm通过数字信号控制模拟电路，不仅精度高，还能减少体积和功耗，因此迅速成为电路控制的主流技术。无论是直流电机、阀门、液压系统还是电源中，pwm的身影都随处可见。在pc领域中，主板、显卡、散热风扇和电源都广泛采用了pwm技术。
散热风扇的调速方式有两种：dc调速和pwm调速。dc调速即电压调速，通过调整风扇上的电压来控制转速。这种方法有一个明显的缺陷：风扇的转速与电压不总是呈线性关系，且存在启动电压的问题。比如一个标称电压为12v的风扇，如果只提供6v电压，可能无法启动。精确控制风扇转速直接调节电压并非理想选择。
而pwm调速则克服了这些问题。pwm通过调整占空比来改变风扇的“等效电压”，即使风扇的实际电压仍然是12v，通过控制通电时间的长短来模拟不同的电压水平。这样，风扇就不再受启动电压的限制，且转速与pwm占空比呈线性关系，使调速更加精准。支持pwm调速的风扇通常具有4针接口，其中一针用于pwm控制信号。部分主板也在风扇接口上增加了pwm控制模块，以便控制3针风扇的转速，但这种配置主要出现在中高端主板上。
虽然主板、显卡和pc电源的硬件各不相同，但它们在供电技术上却有诸多相似之处。pc电源利用各种拓扑结构和pwm技术将市电交流输出转换为不同电压的直流电，而主板和显卡则通过pwm将这些电压转化为cpu和gpu所需的电压和电流。pwm供电控制技术在这些硬件中得到了广泛应用。
在供电控制中，pwm技术通常用于控制“等效电压”，其频率对响应速度影响很大。对于电源，通常要求pwm频率不低于20khz，建议使用200khz或以上，以保证调节响应速度。供电中的pwm控制分为电压控制型和电流控制型。电压控制型pwm通过调整占空比来稳定输出电压，但由于电流与电压的变化可能不一致，它在高功耗电路中响应较慢。而电流控制型pwm则在电压控制型pwm基础上增加了电流反馈线路，形成双闭环控制，以提高响应速度和系统稳定性。
目前显卡、主板和电源中的pwm大多采用电流控制型，以提供更稳定的供电和更快的响应速度。尽管电流控制型pwm在电路组成和成本上略显复杂，但其对系统稳定性的提升显而易见。值得注意的是，供电电路的性能不仅仅依赖于pwm控制芯片，还包括其他元件如mosfet、电容、电感等，它们也同样影响系统的稳定性。对于这些方面，有兴趣的读者可以继续关注pg麻将胡了模拟器的详细讲解。