PWMgolven

PWMgolven zijn pulsenreeksen met een constante amplitude waarbij de breedte van de pulsen variabel is. De gemiddelde spanning of stroom over een periode wordt geregeld via de duty cycle, de verhouding tussen de hoge (aan) duur en de totale periode. Een hogere duty cycle geeft een hogere gemiddelde output.

PWMgolven ontstaan door het vergelijken van een referentiesignaal met een drager- of draaggolffrequentie. De drager is meestal een driehoek- of zaagtandgolf. Wanneer het referentiesignaal hoger is dan de draaggolf, wordt de uitgang hoog; anders blijft deze laag. De frequentie van de draaggolf bepaalt de schakelfrequentie van de PWM. Bij sinusvormige PWM (SPWM) wordt de duty cycle periodiek aangepast om een sinusvormige uitgang na filtering te benaderen.

Er bestaan verschillende modulatietechnieken. Bipolaire PWM schakelt tussen +V en -V, terwijl unipolaire PWM twee halfbruggen gebruikt en vaak minder hoogfrequente ruis produceert. Andere benaderingen zijn center-aligned versus edge-aligned PWM en innovatieve methoden zoals ruimtevector PWM (SVPWM), die efficiënter gebruikmaken van de beschikbare spanningruimte in driefasige systemen.

Toepassingen omvatten DC-DC-omzetters, motorsturing (zoals DC- en stappenmotoren), klasse-D audioversterkers en backlight- of vermogenselektronica. De voorkeur voor hogere schakelfrequenties vermindert storingen in de audiosignalen maar vergroot de schakelverliezen en EMI. Filteren blijft vaak nodig om een zuivere analoge uitgang te verkrijgen.

Voordelen zijn onder meer hoge efficiëntie door schakelwerking en eenvoudige implementatie in digitale regelcircuits; nadelen zijn ruis, elektromagnetische interferentie en de behoefte aan geschikte filtratie.