占空比计算器

Q: 占空比计算器 - PWM 导通时间与平均电压的操作步骤是什么？

首先，输入 Ton 与 Toff（或直接输入频率 f），得占空比与周期。 然后，输入电源电压 Vmax，查看平均电压与有效值——LED 亮度评估看 Vavg，发热件看 Vrms。 全程在页面内完成，结果即时更新。

什么是占空比计算器？

占空比（Duty Cycle）= 一个周期内高电平时间 ÷ 周期，常用百分比表示。PWM 通过快速开关把「比例控制」转化为平均能量：25% 占空比下 LED 亮度约为全流的 25%，电机平均电压约为电源的 25%。

平均电压 Vavg = D × Vmax（理想开关）；对电阻负载的有效值（热效应）Vrms = Vmax × √D，两者相差 √D 倍——这就是为什么 LED 看平均电流、电阻加热看有效值。

D = Ton / (Ton + Toff) × 100%；Vavg = D × Vmax；Vrms = Vmax × √D；f = 1/T

555 无稳态模式：D = (R1+R2)/(R1+2R2)，调节 R2 可在约 50%~100% 间变化；要低于 50% 需加二极管旁路 R2。

如何使用占空比计算器

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输入 Ton 与 Toff（或直接输入频率 f），得占空比与周期。
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输入电源电压 Vmax，查看平均电压与有效值——LED 亮度评估看 Vavg，发热件看 Vrms。
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555 模式：输入 R1、R2，得到振荡频率与占空比，核对定时电阻选型。

计算示例

例 1LED 调光 25%

5 V 供电下 Ton=25 µs、Toff=75 µs（f=10 kHz）：D=25%，Vavg=1.25 V，人眼因视觉暂留感知为 25% 亮度且无频闪。

例 2直流电机调速

12 V 电机在 D=60% 时平均电压 7.2 V，转速约降至空载额定转速的 60%；用 20 kHz 以上载波避免可闻噪声。

注意事项

频率过低（<100 Hz）LED 可见频闪、电机抖动；过高（>100 kHz）开关损耗上升，常用区间 1~20 kHz（LED）与 16~25 kHz（电机静音）。
占空比测量：示波器直接读；万用表直流挡读的是平均值，除以 Vmax 即占空比（误差由压降引起）。
开关电源（Buck）的输出 Vout = D × Vin 建立在连续电流模式（CCM）上，轻载 DCM 下关系失效。

常见问题

D = Ton / (Ton + Toff) × 100%；Vavg = D × Vmax；Vrms = Vmax × √D；f = 1/T。 555 无稳态模式：D = (R1+R2)/(R1+2R2)，调节 R2 可在约 50%~100% 间变化；要低于 50% 需加二极管旁路 R2。在占空比计算器 - PWM 导通时间与平均电压计算器中输入参数即可按此公式自动求解，无需手工推导。

频率过低（<100 Hz）LED 可见频闪、电机抖动；过高（>100 kHz）开关损耗上升，常用区间 1~20 kHz（LED）与 16~25 kHz（电机静音）；占空比测量：示波器直接读；万用表直流挡读的是平均值，除以 Vmax 即占空比（误差由压降引起）。其余细节见页面注意事项一节。

LED 调光 25%：5 V 供电下 Ton=25 µs、Toff=75 µs（f=10 kHz）：D=25%，Vavg=1.25 V，人眼因视觉暂留感知为 25% 亮度且无频闪。

首先，输入 Ton 与 Toff（或直接输入频率 f），得占空比与周期。然后，输入电源电压 Vmax，查看平均电压与有效值——LED 亮度评估看 Vavg，发热件看 Vrms。全程在页面内完成，结果即时更新。

占空比（Duty Cycle）= 一个周期内高电平时间 ÷ 周期，常用百分比表示。PWM 通过快速开关把「比例控制」转化为平均能量：25% 占空比下 LED 亮度约为全流的 25%，电机平均电压约为电源的 25%。

两者同属相关计算链条：电容充电时间计算器 - RC 电路暂态解决的是与之衔接的另一层问题。完成占空比计算器 - PWM 导通时间与平均电压计算后，页面底部相关推荐区可直接跳转到电容充电时间计算器 - RC 电路暂态继续演算，参数在同类工具间口径一致，交叉验证更方便。

直流电机调速：12 V 电机在 D=60% 时平均电压 7.2 V，转速约降至空载额定转速的 60%；用 20 kHz 以上载波避免可闻噪声。

输入 Ton 与 Toff（或直接输入频率 f）。超出合理范围的输入可能导致结果无实际意义，页面注意事项一节标明了边界条件与单位口径。

本页占空比计算器 - PWM 导通时间与平均电压计算器与页面内的公式、示例、对照表同源，全部数字由同一套程序实时计算。可用一个已知算例代入验证：先在示例一节找到演算过程，再用相同参数在计算器中复算一遍，两次结果一致即说明口径无误。

计算过程按双精度浮点执行，结果默认保留 4 位有效小数，页面会按数值大小自动切换科学计数法。对照表中的数值与计算器输出完全同源，不存在手工四舍五入引入的偏差。

理想开关下是电源电压的一半。5 V 系统 D=50% 时万用表直流挡读约 2.5 V——这正是 PWM 数模转换（加 RC 滤波）的原理。

LED 的色温随电流漂移，调压改变电流会偏色；PWM 在额定电流下满幅开关，只改「亮的时间比例」，色温恒定且效率高。

不能，标准无稳态电路 D=(R1+R2)/(R1+2R2)>50%；要 0~100% 全范围需加二极管让充放电走不同路径，或直接用 MCU 硬件 PWM。

参考资料

凯文内容作者Calcton IT编辑组口径审核Calcton 编辑组交叉审核· 内容更新于 2026-06-06

负责 Calcton 的公式核对与内容撰写：每个工具的公式都注明出处，示例数字经过程序复算，健康与判定标准一律采用国际口径。

Calcton IT编辑组：RFC 与官方规范及主流实现的行为口径。

参考来源与更新说明

本页公式与判定标准参考以下权威资料：

最后更新：2026-06-06。

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