Circuito PWM

PWM

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, de acordo com a figura 1.

Quando abrimos e fechamos o interruptor, controlamos a corrente na carga.

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 ideia é fazermos com que a chave seja aberta e fechada rapidamente 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 2.

Abrindo e fechando em tempos controlados variamos a tensão média. 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 que ele 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 frequência 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 3.

Definindo o ciclo ativo. Variando-se a largura do pulso e também 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 4.

Controlando a potência pelo ciclo ativo. Este princípio é usado justamente no controle PWM: modulamos