Modulación por ancho de pulsos
¿Qué es?
Modulación de ancho de pulso (PWM) es un término que describe un tipo de señal digital y que se utiliza en una gran variedad de aplicaciones, incluyendo circuitos de control sofisticado.
Se utiliza cotidianamente, y un ejemplo concreto de ello, es el control de los colores de un LED RGB, o bien el control de la dirección de un motor servo.
La modulación por ancho de pulso nos permite variar el tiempo de una señal se encuentra con un estado alto o bajo (5V o 0V) y ajustar el ancho de pulso que nosotros proporcionemos en función de ese tiempo.
Ejemplo: para crear una señal de 3 V dada una fuente digital que puede ser alta (encendida) a 5 V o baja (apagada) a 0 V, puede usar PWM con un ciclo de trabajo del 60% que genera 5V 60% del tiempo. Si la señal digital se cicla lo suficientemente rápido, entonces el voltaje que se ve en la salida parece ser el voltaje promedio. Si la baja digital es 0V (que suele ser el caso), entonces el voltaje promedio se puede calcular tomando la alta tensión digital multiplicada por el ciclo de trabajo, o 5V x 0.6 = 3V. La selección de un ciclo de trabajo del 80% produciría 4 V, el 20% produciría 1 V, y así sucesivamente.
Las señales PWM se utilizan para una amplia variedad de aplicaciones de control. Su uso principal es para controlar motores de CC, pero también puede usarse para controlar válvulas, bombas, sistemas hidráulicos y otras piezas mecánicas. La frecuencia con la que se debe establecer la señal PWM dependerá de la aplicación y del tiempo de respuesta del sistema que se está alimentando. A continuación se muestran algunas aplicaciones y algunas frecuencias PWM mínimas típicas requeridas:
Elementos de calefacción o sistemas con tiempos de respuesta lentos: 10-100 Hz o más
Motores eléctricos DC: 5-10 kHz o superior.
Fuentes de alimentación o amplificadores de audio: 20-200 kHz o superior
Nota: Ciertos sistemas pueden necesitar frecuencias más rápidas que las que se enumeran aquí, dependiendo del tipo de respuesta deseada.
La modulación por ancho de pulsos consiste en una técnica que compara una señal de referencia con una señal moduladora de mayor frecuencia, con la intención de que la intersección entre ambas señales genere los instantes de conmutación de la salida PWM