PWMsignaalissa

PWM-signaali eli pulssinleveyden modulointi on tekniikka, jolla kuormalle annettava teho säädetään muuttamalla signaalin kytkinnopeutta. Käytännössä signaali on neliöaaltosignaali, jonka ylä- ja alailtaisuus vastaavat syöttöjännitettä, ja jonka jakson aikana päälläoloaika (duty cycle) määrää tehon keskimääräisen arvon. Keskimääräinen jännite kuormalle on noin syöttöjännite kerrottuna duty cyclella, mikä mahdollistaa tehokkaan tehonsäätöksen ilman suuria vastusten kuormia.

Tärkeimmät parametrit ovat jakson pituus ja duty cycle. Duty cycle ilmoitetaan prosenttina ja kertoo, kuinka suureen osaan jokaisesta jaksosta signaali on päällä. PWM voidaan toteuttaa kiinteätaajuisena, jolloin jakson pituus pysyy samana ja duty cyclea muutetaan, tai muuttuvaa taajuutta käyttävänä. Taajuus vaikuttaa sekä kuorman käyttäytymiseen että häiriöihin: matalampi taajuus voi aiheuttaa havaitun kytkentäperusteisen melun ja värähtelyä, kun taas korkea taajuus lisää kytkentämenetetystä mutta pienentää suodattamisen tarvetta.

Käyttökohteita ovat moottorinohjaus, LED-dimming sekä muiden elektroniikkalaitteiden tehonmuutos. Särön poistamiseen voi tarvita suodatinta tai kuorman ominaisuuksiin perustuvaa kolmitapaa: suorituskykyä parantaa suunnittelu, jossa käytetään transistoreita tai MOSFET-kytkimiä sekä ajureita, ja joskus H-siltakytkentää bidirektionaalisessa käytössä. PWM-signaalin suunnittelussa on huomioitava kytkentävaihtelut, läpimenevyys ja elektromagneettinen yhteensopivuus sekä lämpötilan vaikutus kytkinvaurioiden välttämiseksi.