Que es PWM?

Que es PWM?Es una forma de onda digital binaria: con determinados valores de :CICLO DE TRABAJO (duty cycle) y FRECUENCIAAPLICACIN: PARA QUE ES UTILIZADO? SIRVE PARA CONTROLAR LA CANTIDAD DE ENERGIA QUE SE ENVIA A UNA CARGA. AS:

LA POTENCIA QUE CONSUME LA ENERGIA SERA D.P. A LA DURACION DE CADA ANCHO DE PULSO.

DE ESTA MANERA EVITAMOS DESAPROVECHAMIENTO DE ENERGIA

LA MAYORIA DE LOS MICROCONTROLADORES DISPONEN DE UN PERIFERICO DENOMINDADO CCP , ES DECIR, MODULO DE CAPTURA, MODULO DE COMPARACION, Y MODULO PWM. CON EL MODULO PWM: SE PUEDE GENERAR UN TREN DE PULSOS DE AMPLITUD Y CICLOS DE TRABAJO VARIABLE (PWM)EJ. En modo PWM, el pin CCPx puede generar una seal de salida PWM de 10bits de resolucin.

Anlisis mediante Series de Furier.El mtodo de las series de furier suele ser la manera mas practica de analizar la corriente de la carga y de calcular la potencia absorbida en una carga, especialmente cuando la carga es mas compleja que una carga resistiva o R-L. Un enfoque til en el anlisis de inversores es expresar la tensin de salida y la corriente de la carga en trminos de una serie de furier. Si no hay componentes de continua en la salida

La gran ventaja de utilizar este la regulacin PWM esta en que prcticamente no hay desperdicio de energa en el circuito regulador, ya que el transistor trabaja nicamente en la zona de corte y saturacin, por lo que la potencia que tiene que disipar en forma de calor, se reduce considerablemente.

Seal senoidal a partir de PWM:Para generar la onda senoidal (esta onda seno deseada se llama fundamental ), se acomodan las las seales moduladas ( pulsos cortos positivos seguidos de pulsos cortos negativos)de modo que su valor promedio se aproxime a una onda senoidal. Como se muestra en la figura.

Aunque a simple vista no se perciba, en la figura, los que estn a la mitad de onda seno son mas anchos que los que estn cerca de los bordes. Aumentando el numero de los pulsos por cada semiclo, podemos hacer que la frecuencia de salida de salida disminuya. Por lo tanto para disminuir la frecuencia en un factor de 10, incrementamos el numero de pulsos por cada semiciclo de 5 a 50. tambin en algunos casos se tiene que reducir el voltaje de salida pero se debe mantener la misma frecuencia fundamental. Esto se hace reduciendo los anchos de pulso en proporcin a la reduccin deseada de voltaje de salida.

Entonces podemos controlar la tensin de salida modificando el ancho de pulso de cada una de las ondas modulada acomodadas en cada semiciclo de la onda senoidal

Disminucion de la frecuencia aumentando el numero de pulsos por cada semiciclo

Esquema de un inversor de cc a ca:

Generacin de tensin alterna

INVERSOR DE PUENTE CON ONDA COMPLETASin embargo, los dispositivos electrnicos reales suelen conducir la corriente slo en una direccin. Este problema lo resolvemos situando diodos de realimentacin en paralelo con cada interruptor

Las corrientes de los interruptores en la Figura 8.2 muestran que los interruptores en el circuito en puente de onda completa deben ser capaces de transportar tanto corrientes positivascomo negativas para cargas R-LA la salida de un inversor real de tiene armnicos. La calidad de un inversor se evala en base a los siguientes parmetros.

Factor armonico de la ensima componente: Distorsion total armonica TDHFactor de disorsion DFArmonica de menor orden LOH

Mediante el control del tiempo de conmutacin los interruptores (transistores) se producir la modulacin del ancho de pulsoENTONCES QUE PAPEL IMPORTANTE JUEGAN LOS INTERRUPTORES?MODULACION: PARA PRODUCIR LAS SEALES QUE CONTROLARAN A LOS INTERRUPTORES (INTERRUPTORES O CONMUTADORES) SE NECESITAN OTRAS DOS:

TECNICAS DE INCORPORACION DE UN PWM A UN INVERSOR:

LAS TECNICAS MAS COMUNMENTE UTILIZADOS SON:Control de voltaje:En muchas aplicaciones industriales es necesario controlar el voltaje de salida de los inversores 1) para hacer frente a las variaciones de entrada de cd 2) para la regulacin del voltaje de los inversores 3)para los requisitos de control constante de voltaje y la frecuencia. El mtodo mas eficiente de controlar la ganancia (y el voltaje de salida ) es incorporar en los inversores el control por modulacin de ancho de pulso. Las tcnicas mas comnmente son:1)Modulacion de un solo ancho de pulso2)Modulacion de varios anchos de pulso3)Modulacion senoidal del ancho de pulso4)Modulacion senoidal modificada del ancho de pulso5)Control de desplazamiento por fase

Aplicaciones de la modulacin de ancho de pulso:1. Sistema de alimentacin ininterrumpida (SAI): por x motivos las fallas en el sistema elctrico, provocan corte del suministro de energa, en esos casos es necesario que de inmediato de una fuente de energa para asegurar al menos el funcionamiento de cargas importantes. Para ello es utilizado el sai.

Ondulador: es el construido generalmente con tecnologa PWM, es el que aporta las caractersticas de salidaBy pass: cuando aparezca la anomala, el by pass es el que cambia el estado del conmutador para que la carga sea alimentado por la batera. En caso de eliminacin de la anomala, el by pass conmuta para que la Red sea quien alimente la carga.Esquema del SAI2. Control de velocidad mediante modulacin por ancho de pulso

Linea trifasicaCon el acoplamiento del PWM al convertidor, la forma de las ondas pueden ser alteradas, es decir, las ondas de voltaje sinusoidales de baja frecuencia se pueden transformar casi instantneamente en frecuencias mas altas. De esta manera se puede modificar la velocidad en los motores de induccin que son los mas utilizados en la industria, ya que su velocidad depende exclusivamente de la frecuencia elctrica Tcnicas avanzadas de modulacin:

Ante la desventaja de la modulacin spwm (la modulacin senoidal por ancho de pulso) por ejemplo un voltaje bajo de salida de la fundamental: otras tcnicas que permiten un mejor rendimiento son:Modulacin trapezoidalModulacin por escaleraModulacin por pasosModulacin por inyeccin de armnicaModulacin deltaModulacin trapezoidal:

La seal de modulacin es una onda en escalera, como se muestra en la figura 10.23. La escalera no es una aproximacin por muestreo de la onda senoidal, a fin de eliminar armnicas especficas, los niveles de los escalones se calculan. La razn de la modulacin de la frecuencia mf y el nmero de escalones se escoge con el fin de obtener el voltaje de salida con la calidad deseada. Este es un PWM optimizado y no se recomienda para casos con menos de 15 pulsos por ciclo. Ha sido demostrado que para un alto voltaje de la fundamental de salida y un bajo factor de distorsin, el numero ptimo de pulsos en un ciclo es 15 para dos niveles, 21 para tres niveles y 27 para cuatro niveles. Este tipo de control suministra un tipo de voltaje de alta calidad, con un valor de la fundamental de hasta de hasta 0.94Vs.

Modulacin en escalera

3. Modulacin escalonadaLa seal moduladora es una onda escalonada como se muestra en la figura 10.24. La onda escalonada no es una aproximacin por muestreo de la onda senoidal. Est dividida en intervalos especficos, digamos de 20, cada uno controlado en forma individual a fin de definir la magnitud de la componente fundamental y de eliminar armnicas especficas. Este tipo de control logra una distorsin baja pero con una mayor amplitud de la fundamental en comparacin con el control PWM normal.

Modulacin por armnicas

Modulacin en delta: