PWMohjaimia

PWM-ohjaimet ovat elektronisia laitteita, jotka tuottavat pulssinleveysmoduloituja signaaleita kuorman tehojen säätämiseksi. Ne voivat olla erillisiä moduuleja, sisäänrakennettuja mikro-ohjausjärjestelmiin tai moottoreiden ja valaistuksen ohjauspiireihin sekä lämpötilansäätöön.

Periaate perustuu tasaiseen kytkimeen, joka vaihtaa kuorman kytkettynä ja pois nopeasti. Pulssin leveys vaihtelee, jolloin pulssinleveyden suhde (duty cycle) määrittää kuormalle annettavan keskimääräisen jännitteen tai virran. Mitä suurempi duty cycle, sitä suurempi keskiteho. Taajuus vaikuttaa kytkinliikenteen nopeuteen ja mahdolliseen äänihäiriöön.

Topologiat ja integraatio: PWM-ohjaimia käytetään sekä erillisinä teholähettiminä että mikro-ohjaimien tai moottoridriverien sisällä. Yleisimpiä rakenteita ovat MOSFET-pohjaiset kytkimet sekä H- tai puolihilahdostat moottoreiden ohjaukseen. Gate-ajurit mahdollistavat nopean ja tehokkaan kytkennän, ja järjestelmiin lisätään usein suojauksia kuten ylivirtäminen, ylikuumenemisen esto sekä ilmaisunheijastusten hallinta.

Sovellukset: yleisiä kohteita ovat DC-moottorit ja servomoottorit, LED-dimming, lämpötilansäätö sekä äänentoisto- ja signaalijärjestelmät. PWM mahdollistaa tarkat nopeuden, tehon ja valaistuksen säätöalueet suhteellisen pienellä tehonkulutuksella.

Edut ja rajoitteet: PWM tarjoaa korkean energiatehokkuuden ja tarkkaa hallintaa, mutta aiheuttaa kytkentähäiriöitä ja mahdollisia EMI-ongelmia. Hyvä suunnittelu vaatii asianmukaiset suojaukset, virran- ja jännitesuodatukset sekä huolellisen layoutin.