本文基于前四篇统一 BLDC 仿真电路，重构经典三角波比较式 PWM 发生电路，采用工业通用 120° 换相、上桥恒通、下桥 PWM 斩波驱动逻辑，通过步进扫描 PWM 参考电压实现占空比连续可调，绘制开环转速 - 占空比调速特性曲线，完整复现 BLDC 开环调速死区、线性调速区间等核心特性，全程基于免费 LTspice 原生器件实现。

一、BLDC 开环 PWM 调速核心原理

1.1 三角波比较式 PWM 生成原理（本文核心方案）

本文采用三角波的经典方案：以高频三角波为载波、直流电压为参考调制波，通过电压比较器输出标准 PWM 方波。

工作逻辑：

1、三角波为固定频率载波；

2、比较器实时对比三角波电压与参考电压：

・当三角波电压 ＞ 参考电压 → PWM 输出低电平；

・当三角波电压 ＜ 参考电压 → PWM 输出高电平。

通过调节直流参考电压大小，即可改变单个周期内高 / 低电平持续时间，精准改变 PWM 脉冲宽度与占空比，实现无级调压调速。该方案是 MCU、模拟芯片 PWM 生成的标准底层原理。

1.2 120° 导通驱动策略：上桥恒通、下桥 PWM 斩波（工业经典）

区别于上桥斩波方案，本文采用工程最常用的上管恒通、下管 PWM 120° 两两导通驱动逻辑：

1、霍尔译码输出 6 个换相状态，任意时刻保持两相导通、一相悬空；

2、导通相上桥 MOS 全程恒通，不做任何斩波；

3、导通相下桥 MOS 叠加高频 PWM 斩波，通过下管通断控制绕组等效平均电压；

4、非导通相上下桥全部关断。 方案优势：开关损耗更低、续流回路更稳定、霍尔换相逻辑干扰小，是风机、水泵、家电 BLDC 控制器的主流拓扑。

1.3 调速理论公式（简明线性关系）

固定母线电压、固定负载时，占空比 D 与电机稳态转速 n 呈近似线性关系，这是开环 PWM 调速的理论基础。同时受静摩擦影响，低占空比区间存在启动死区。

二、仿真电路整体架构

本文完全复用前序成熟模块：三相全桥逆变电路、自建 BLDC 电机子电路、74HC138 霍尔译码单元，仅替换 PWM 发生逻辑与上下管驱动绑定规则。

核心模块说明

1、PWM 生成模块：新增三角波载波 + 参考电压比较器结构，纯模拟方式生成标准 PWM 波形； 2、驱动逻辑重构：上桥 AGH/BGH/CGH 恒定导通，下桥 AGL/BGL/CGL 接入 PWM 斩波信号。

三、仿真电路

四、仿真结果与特性分析

4.1 转速 - 占空比开环调速特性

1、线性调速区间（0.2~0.8）：突破启动门槛后，转速随 PWM 占空比近似线性上升，调节平滑、可控性强；

2、其它波形

4.2 电流与损耗特性

固定负载工况下，平均转矩恒定，绕组平均电流基本稳定；随占空比提升、转速升高，电流脉动略有增大，RMS 电流小幅上升，高速区间铜损增加、效率略微回落。

4.3 波形特征总结

1、上桥驱动信号：换相区间恒定高电平，全程恒通无斩波；

2、下桥驱动信号：换相区间叠加标准三角波比较 PWM 脉冲；

3、电机相电压：高频斩波波形，经绕组电感滤波后形成平滑等效调压效果，和理论完全一致。

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