Controle pwm

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Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial

RELATÓRIO

CONTROLE PWM

Eletrônica de Potência

Escola SENAI “Santos Dumont”

São José dos Campos – SP

Escola SENAI – “Santos Dumont”

Curso Técnico em Eletroeletrônica

Relatório n° 01

Controle PWM

Professor

03/10/20xx

Sumário

1. Introdução 4

2. Na prática 6

3. Tipos de PWM 7

4. Vantagens do PWM10

5. Circuitos Integrados 11

6. Conclusão 12

7. Referencias Bibliográficas 12

Introdução

PWM é a abreviação de Pulse Width Modulation ou Modulação de Largura de Pulso. Para que se entenda como funciona esta tecnologia no controle de potência, partimos de um circuito imaginário formado por um interruptor de ação muito rápida e uma carga que deve ser controlada, deacordo com a figura.

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Quando o interruptor está aberto não há corrente na carga e a potência aplicada é nula. No instante em que o interruptor é fechado, a carga recebe a tensão total da fonte e a potência aplicada é máxima. Como fazer para obter uma potência intermediária, digamos 50%, aplicada à carga? Uma idéia é fazermos com que a chave seja aberta e fechadarapidamente de modo a ficar 50% do tempo aberta e 50% fechada. Isso significa que, em média, teremos metade do tempo com corrente e metade do tempo sem corrente, veja a figura.
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A potência média e, portanto, a própria tensão média aplicada à carga é neste caso 50% da tensão de entrada.
Veja que o interruptor fechado pode definir uma largura de pulso pelo tempo em queele fica nesta condição, e um intervalo entre pulsos pelo tempo em que ele fica aberto. Os dois tempos juntos definem o período e, portanto, uma freqüência de controle. A relação entre o tempo em que temos o pulso e a duração de um ciclo completo de operação do interruptor nos define ainda o ciclo ativo, conforme é mostrado na figura.

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Variando-se a largura do pulso etambém o intervalo de modo a termos ciclos ativos diferentes, podemos controlar a potência média aplicada a uma carga. Assim, quando a largura do pulso varia de zero até o máximo, a potência também varia na mesma proporção, conforme está indicado na figura.

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Este princípio é usado justamente no controle PWM: modulamos (variamos) a largura do pulso de modo a controlar ociclo ativo do sinal aplicado a uma carga e, com isso, a potência aplicada a ela.

Na prática

Na prática, substituímos o interruptor por algum dispositivo de estado sólido que possa abrir e fechar o circuito rapidamente como, por exemplo, um transistor bipolar, um FET de potência, um IGBT ou até mesmo um SCR.
A este dispositivo é então ligado um oscilador que possa ter seuciclo ativo controlado numa grande faixa de valores. Na prática, é difícil chegar à duração zero do pulso e a 100%, já que isso implicaria na parada do oscilador, mas podemos chegar bem perto disso.
Na figura 7 temos um exemplo de circuito que pode ser usado num controle PWM simples para um motor DC de pequena potência (com corrente de até alguns ampéres).

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O oscilador,montado com um circuito integrado 4093 tem sua saída no nível alto determinada pelo ajuste do potenciômetro, enquanto que sua saída no nível baixo é determinada pelo resistor R1 (fixo). Assim, fazendo R1 suficientemente pequeno em relação ao valor do potenciômetro, o circuito poderá gerar sinais numa ampla faixa de ciclos ativos.
Estes sinais são então aplicados ao transistor de potência quecomanda a carga.

Tipos de PWM

O exemplo de aplicação é o que se denomina de “simple magnitude PWM”, onde o sinal aplicado à carga determina simplesmente a potência que ela deve receber, pela largura do pulso. No entanto, existe um segundo tipo de controle PWM denominado “Locked anti-phase PWM”, que pode incluir na modulação do sinal informações sobre a potência aplicada à carga e...
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