¿Cuáles son las ventajas de PWM?

Hay cinco ventajas, realmente:

  1. Puede controlar una carga tradicionalmente analógica utilizando una señal digital y un elemento de conmutación. Esto significa que los sistemas digitales como los controladores lógicos programables, las computadoras, los microcontroladores o un circuito digital bien diseñado con solo puertas pueden controlar un dispositivo diseñado para ser alimentado por un voltaje constante. En este sentido, es una forma de conversión digital a analógica.
  2. Puede usarlo para modular dispositivos normalmente de una sola velocidad / potencia. Por ejemplo, un motor de CC tiene un pico de eficiencia de carga parcial a un voltaje determinado. Si desea reducir la velocidad del motor o acelerarlo, deberá sacar el motor de ese punto de funcionamiento óptimo. Hacer eso no solo desperdicia energía, sino que también puede reducir la vida útil del motor. Al encender y apagar el motor donde está encendido solo en ese punto operativo, obtiene el beneficio de la reducción sin sacrificar la eficiencia o el costo del ciclo de vida.
  3. Puede operar un dispositivo por encima de su máximo normal. Esto se debe al hecho de que solo se está llevando a este punto por cortos períodos de tiempo, no lo suficiente como para causar daño. Por ejemplo, operar un LED a una corriente superior a su corriente nominal causará un fenómeno inusual en el que la resistencia del LED comenzará a caer a medida que se calienta. Esto inicia un círculo vicioso donde el LED recibe más corriente, por lo que se calienta más, por lo que su resistencia disminuye más, por lo que obtiene más corriente, por lo que se calienta aún más … y así sucesivamente. Al pulsarlo, puede evitar el sobrecalentamiento mientras lo mantiene brillante (debido a la persistencia de la visión).
  4. Puedes controlar un dispositivo con una precisión increíble. Dado que las velocidades del reloj digital están en el rango de GHz y que literalmente puede controlar el ancho del pulso (y el ancho de caída) de cada ciclo, puede ver cómo tiene mucha variación. Digamos que estás controlando un motor nuevamente. Si funciona a 6000 rpm (100 rev / seg) pero tiene una señal de pulso de 10 MHz, literalmente tendrá 100,000 pulsos por revolución . Esa es una resolución de 0–100,000 para cada revolución. Su capacidad para mantener una velocidad muy precisa con ese tipo de flexibilidad es inaudita al usar controles analógicos. Promover, adicional….
  5. Puedes responder mucho más rápido. Si su controlador recibe un comando para detenerse repentinamente, puede establecer el ancho del pulso a cero en un par de ciclos. Esto significa un control muy preciso y una respuesta dinámica.

VENTAJAS

  • Sin engranaje motor
  • Eficiencias del 92% al 96%
  • Excelente factor de potencia de entrada debido al voltaje fijo del bus de CC
  • Bajo costo inicial
  • Se puede usar con aplicaciones que requieren múltiples motores

Para obtener más información, puede consultar este enlace Variador de frecuencia: componentes, tipos y funciona

Las ventajas de PWM son muchas. Básicamente, cualquier tipo, señal de amplitud y frecuencia puede recrearse utilizando PWM, generado a partir de una potencia trifásica normal de 50 o 60Hz. Dada esa capacidad, el uso predominante para el que veo la mayoría de los variadores PWM-AC- permite rampas lentas, velocidades lentas (dentro de los límites, pero fuera de las capacidades de la potencia estándar suministrada), pares altos, frecuencias variadas, etc. Las posibilidades son literalmente ilimitadas.

Hay algunos inconvenientes y algunas limitaciones. Por ejemplo, el motor que se conduce a través de un variador que usa PWM debe estar relativamente cerca de la fuente. El aislamiento del cable en los conductores debe ser resistente y es vulnerable a fallas. Ese tipo de cosas. Las ventajas son fuertes.

PWM, o modulación de ancho de pulso es un proceso de conmutación digital donde la relación de espacio de marca de la forma de onda digital se altera para generar un componente modulado. En el caso de los amplificadores de audio se conoce como clase D. (la D no significa Digital y muchos creen erróneamente, pero la clase de operación de audio que comienza con> A

En la clase D, los transistores de salida se encienden y apagan a una frecuencia muy alta fuera del rango de audio, por lo que la potencia real disipada en los dispositivos es muy baja. En amplificadores de clase D bien diseñados, no necesita disipadores de calor o si los necesita muy pequeños. Puede reclamar eficiencias del orden del 90%, tal vez más. Como resultado de esto, los amplificadores PWM pueden usar fuentes de alimentación de menor tamaño que ofrecen salidas de potencia más grandes y con mucho menos calor generado que sus amplificadores de clase A, B o AB más antiguos.

Con respecto a las instalaciones solares: un controlador solar modulado por ancho de pulso no solo es más simple y económico que un MPPT (seguimiento de múltiples puntos de potencia); pero en realidad necesita menos energía para comenzar a funcionar, lo que lo hace mejor para configuraciones solares pequeñas.

Cuando se trata de configuraciones solares pequeñas, digamos que menos de 300 vatios PWM es más eficiente ya que no necesita tanta energía para funcionar como el circuito MPPT del mismo tamaño.

Un controlador solar MPPT puede requerir 100 o más vatios para la patada real en un seguimiento de inicio, donde PWM puede necesitar solo 10 vatios. Por debajo de ese límite mínimo de 100 vatios, un MPPT simplemente no funciona, ya que todavía está apagado. Se requiere tanto un voltaje mínimo como una corriente mínima para comenzar a generar una potencia mínima antes de que se pueda realizar el seguimiento.

Una vez que superas estos niveles de potencia, PWM deja de ser un gran beneficio.

Aquí, la aplicación de modulación de ancho de pulso (PWM) para controlar la velocidad del motor.

Puede hacer cosas similares, como atenuar el LED, etc. Si está utilizando este concepto para hacer un proyecto como este → ventilador de CC controlado por temperatura usando atmega32 con simulación de proteus, aquí puede encontrar el código fuente con la descripción.

Básicamente, una señal PWM es la forma más fácil de producir una conversión “digital” a “analógica”. Básicamente, puede construir un filtro de paso bajo y conectarlo a una salida digital y tiene un convertidor AD simple. Este método no requiere mucho espacio y componentes costosos para lograr en una PCB. La precisión de esto, por supuesto, no será la mejor y la resolución y la constante de tiempo de esto, por supuesto, no serán las mejores y, por supuesto, un convertidor AD dedicado funcionará mucho mejor en esta tarea.

La modulación de ancho de pulso PWM utiliza el encendido y el apagado a velocidad para regular el flujo de corriente. Esto es en lugar de ajustar la potencia en el semiconductor de regulación. Si usa PWM, el regulador debe disipar mucha menos energía, ya que se apaga, sin pérdida, o solo con una pequeña pérdida debido al flujo de corriente y una pequeña caída de voltaje a través de él.

Por lo tanto, la ventaja es una mayor eficiencia, se necesita menos disipación de calor y una mayor potencia de salida para el mismo tipo de componente regulador.