PWMregelingen

PWM-regelingen is een methode om de uitgangswaarde (spanning of stroom) aan een belasting te regelen door snel een schakelaar aan en uit te zetten en de verhouding van de 'aan'-tijden binnen een vaste periode aan te passen, de duty cycle. Het gemiddelde vermogen dat aan de belasting wordt geleverd, is ongeveer evenredig met deze duty cycle. Een PWM-regeling omvat doorgaans een regelaar (met sensor en referentiewaarde) en een vermogensketen met schakelelementen zoals MOSFETs of IGBTs, een PWM-omzetter en de belasting, zoals een motor of een verwarmingselement. Door schakelen op relatief hoge frequentie wordt het voor de belasting vaak mogelijk om een stabiel en geleidelijk signaal te ervaren.

Toepassingen van PWM-regelingen liggen vooral in motorsturing en voedingen. Bij motorregelingen worden DC- en brushless-DC-motoren via een inverter met PWM aangestuurd om snelheid en koppel te regelen. In voedingen wordt PWM gebruikt in buck-, boost- en buck-boost-converters om een gewenste uitgangsspanning te bereiken. PWM wordt ook toegepast in temperatuurregeling en in sommige audio- en verwarmingstoepassingen waar de intensiteit van de output nauwkeurig moet worden geregeld.

Regelstrategieën variëren van open-loop PWM, waarbij de duty cycle vastligt op basis van de gewenste uitgang, tot gesloten-lusregelingen waarbij feedback (zoals snelheid, spanning of temperatuur) wordt gebruikt om de duty cycle dynamisch aan te passen, meestal via een PID-achtige regeling. Belangrijke ontwerpkeuzes betreffen schakelfrequentie, timing, efficiëntie, ruis (EMI) en de noodzaak van filters of afscherming.