Pulsbreddsmodulering
Pulsbreddsmodulering, (PWM pulse width modulation eller PDM pulse duration modulation) är en metod att skapa en kontinuerligt varierbar effektmatning genom att slå på och av spänningen snabbare än vad den anslutna apparaten kan urskilja. Användningsområdet är styrning av elmotorer, värmeelement och liknande eller att överföra en styrsignal till exempel servon. Pulsformen kan ge upphov till stora elektromagnetiska störningar vid felaktig konstruktion.
För överföring till elmotorer används pulsbreddsmodulering i styr- och reglerkretsar för att erhålla en kontinuerligt varierbar effektmatning trots att man arbetar med binära styrdon (antingen är det spänning eller inte alls i motorn), till exempel styrdon som slås på och av med reläer.
Styrningen vid pulsbreddsmodulering sker med två parametrar: cykeltid och tillslagstid. Cykeltiden, som är konstant, väljes av användaren och bör vara kort i förhållande till det styrda objektets tidskonstanter. Styr- och reglersystemets uppgift är att bestämma tillslagstiden, det vill säga hur lång tid styrdonet ska vara tillslaget under varje cykel. Genom att slå på och av spänningen kan man reglera hastigheten på exempelvis en elmotor eftersom den inte hinner stanna om man ger korta impulser. Vill man ha högre hastighet ger man tätare spänningsimpulser.
Exempel: Då styrsignalen är 30% av max effekt ska styrdonet vara tillslaget 30% av cykeltiden.
Fördelen med pulsbreddsmodulering är att det ofta ger billigare och ibland också mer energibesparande lösningar jämfört med att arbeta med kontinuerliga styrdon.
En klass AB- eller klass B- förstärkare som har en pulsbreddmodulerad insignal och har en negativ och en positiv spänningsmatning kan på så vis styra en växelströmsmotor.
Man kan även samtidigt ändra amplituden men då är det kombinerad amplitud- och pulsbreddsmodulering. Det finns två andra modulationssätt som relaterar till pulsbreddsmodulering. Nämligen frekvensmodulering och amplitudmodulering.
Se även
Media som används på denna webbplats
Författare/Upphovsman: Zureks, Licens: CC BY-SA 3.0
A simplified example of pulse-width modulated (PWM) voltage supply to a magnetic circuit. The voltage (blue waveform) in a magnetic circuit is proportional to the rate of change of the flux density (red waveform). Therefore, by using PWM supply the resultant flux density can be controlled with relative ease. This method is commonly used for supplying electric motors, in which the torque is proportional to the flux density. As can be seen, with a series of appropriately modulated voltage impulses the resultant flux density can be modulated to be close to desired sinusoidal waveform. In the example shown (for 50 Hz), for clarity the switching frequency is 600 Hz, in real devices the switching frequency is much higher - even up to 10 kHz or higher. Of course, for higher fundamental frequency the switching frequencies would be even higher.