PWM أو PWM (تعديل عرض النبضة) - تعديل عرض النبض- هذه الطريقة مصممة للتحكم في حجم الجهد والتيار. عمل PWM هو تغيير عرض النبضة ذات السعة الثابتة والتردد الثابت.

تُستخدم خصائص تنظيم PWM في محولات النبض، في دوائر التحكم في محركات التيار المستمر أو سطوع مصابيح LED.

مبدأ تشغيل PWM

مبدأ تشغيل PWM، كما يشير الاسم نفسه، هو تغيير عرض نبض الإشارة. عند استخدام طريقة تعديل عرض النبضة، يظل تردد الإشارة وسعةها ثابتين. المعلمة الأكثر أهمية لإشارة PWM هي دورة التشغيل، والتي يمكن تحديدها بالصيغة التالية:

ويمكن ملاحظة أيضًا أن مجموع وقت الإشارة العالية والمنخفضة يحدد فترة الإشارة:

• طن - وقت عالي المستوى
• توف - وقت منخفض المستوى
• T - فترة الإشارة

يظهر الوقت العالي والوقت المنخفض للإشارة في الشكل السفلي. الجهد U1 هو المستوى العالي للإشارة، أي سعتها.

الشكل التالي هو مثال لإشارة PWM مع فاصل زمني محدد مرتفع ومنخفض.

حساب دورة العمل PWM

حساب دورة عمل PWM باستخدام المثال:

لحساب نسبة التعبئة المئوية، يجب عليك إجراء حسابات مماثلة وضرب النتيجة بنسبة 100%:

وكما يلي من الحساب، في هذا المثال، تتميز الإشارة (المستوى العالي) بتعبئة تساوي 0.357 أو 37.5%. عامل التعبئة هو قيمة مجردة.

من الخصائص المهمة لتعديل عرض النبضة أيضًا تردد الإشارة، والذي يتم حسابه بواسطة الصيغة:

يجب أن تؤخذ قيمة T، في مثالنا، بالثواني حتى تتطابق الوحدات في الصيغة. نظرًا لأن صيغة التردد هي 1/ثانية، فلنحول 800 مللي ثانية إلى 0.8 ثانية.

بفضل إمكانية ضبط عرض النبضة، من الممكن تغيير متوسط ​​قيمة الجهد على سبيل المثال. يوضح الشكل أدناه دورات عمل مختلفة مع الحفاظ على نفس تردد الإشارة ونفس السعة.

لحساب متوسط ​​جهد PWM، تحتاج إلى معرفة دورة التشغيل، نظرًا لأن متوسط ​​الجهد هو نتاج دورة التشغيل وسعة جهد الإشارة.
على سبيل المثال، كانت دورة العمل تساوي 37.5% (0.357) وسعة الجهد U1 = 12V ستعطي متوسط ​​جهد Uav:

في هذه الحالة، يبلغ متوسط ​​جهد إشارة PWM 4.5 فولت.

يوفر PWM قدرة بسيطة للغاية على تقليل الجهد في النطاق من جهد الإمداد U1 إلى 0. ويمكن استخدام هذا، على سبيل المثال، لسرعة دوران محرك DC (تيار مباشر) مدعوم بقيمة جهد متوسطة.

يمكن إنشاء إشارة PWM بواسطة متحكم دقيق أو دائرة تناظرية. تتميز الإشارة الصادرة عن هذه الدوائر بجهد منخفض وتيار خرج منخفض جدًا. إذا كان من الضروري تنظيم الأحمال القوية، فيجب استخدام نظام التحكم، على سبيل المثال، باستخدام الترانزستور.

يمكن أن يكون هذا ترانزستور ثنائي القطب أو ذو تأثير ميداني. في الأمثلة التالية سيتم استخدامه.

يتم تغذية إشارة PWM إلى قاعدة الترانزستور VT1 من خلال المقاوم R1، بمعنى آخر، يتم تشغيل وإيقاف الترانزستور VT1 مع تغير الإشارة. وهذا مشابه للحالة التي يمكن فيها استبدال الترانزستور بمفتاح عادي، كما هو موضح أدناه:

عند إغلاق المفتاح، يتم تشغيل مؤشر LED من خلال المقاوم R2 (الحد الحالي) بجهد 12 فولت. وعندما يكون المفتاح مفتوحًا، تنقطع الدائرة وينطفئ مؤشر LED. مثل هذا التبديل مع التردد المنخفض سيؤدي إلى .

ومع ذلك، إذا كان من الضروري التحكم في شدة مصابيح LED، فمن الضروري زيادة تردد إشارة PWM، وذلك لخداع العين البشرية. من الناحية النظرية، لم يعد التبديل على تردد 50 هرتز غير مرئي للعين البشرية، مما يؤدي إلى تأثير تقليل سطوع LED.

كلما انخفضت دورة التشغيل، كلما كان مؤشر LED أضعف لأن مؤشر LED سيعمل لفترة أقل خلال فترة واحدة.

يمكن استخدام نفس المبدأ ومخطط مماثل. ومع ذلك، في حالة المحرك، من الضروري استخدام تردد تحويل أعلى (أعلى من 15-20 كيلو هرتز) لسببين.

أول هذه الأمور يتعلق بالصوت الذي يمكن أن يصدره المحرك (صرير غير سار). التردد 15-20 كيلو هرتز هو الحد النظري لسماع الأذن البشرية، لذلك فإن الترددات فوق هذا الحد ستكون غير مسموعة.

السؤال الثاني يتعلق باستقرار المحرك. عند قيادة المحرك بإشارة منخفضة التردد مع دورة تشغيل منخفضة، ستكون سرعة المحرك غير مستقرة أو قد تؤدي إلى التوقف الكامل. لذلك، كلما زاد تردد إشارة PWM، زاد استقرار متوسط ​​جهد الخرج. هناك أيضًا تموج جهد أقل.

ومع ذلك، لا ينبغي زيادة تردد إشارة PWM كثيرًا، لأنه عند الترددات العالية، قد لا يتوفر للترانزستور الوقت الكافي للفتح أو الإغلاق بالكامل، ولن تعمل دائرة التحكم بشكل صحيح. وينطبق هذا بشكل خاص على الترانزستورات ذات التأثير الميداني، حيث يمكن أن تكون أوقات إعادة الشحن طويلة نسبيًا، اعتمادًا على التصميم.

يؤدي التردد العالي جدًا لإشارة PWM أيضًا إلى زيادة خسائر الترانزستور، نظرًا لأن كل تبديل يسبب فقدان الطاقة. عند التحكم في التيارات الكبيرة ذات الترددات العالية، من الضروري اختيار ترانزستور عالي السرعة ذو مقاومة توصيل منخفضة.

عند التحكم، يجب أن تتذكر استخدام الصمام الثنائي لحماية الترانزستور VT1 من ارتفاعات الحث التي تظهر عند إيقاف تشغيل الترانزستور. بفضل استخدام الصمام الثنائي، يتم تفريغ نبض الحث من خلاله والمقاومة الداخلية للمحرك، وبالتالي حماية الترانزستور.

لتسهيل زيادة الطاقة بين أطراف المحرك، يمكنك توصيل مكثف صغير (100nF) بالتوازي معهم، مما يؤدي إلى استقرار الجهد بين المفاتيح المتعاقبة للترانزستور. سيؤدي هذا أيضًا إلى تقليل الضوضاء الناتجة عن التبديل المتكرر للترانزستور VT1.

أحد الأساليب المستخدمة لتقليل فقد التسخين لمكونات الطاقة في الدوائر الراديوية بشكل كبير هو استخدام تبديل أوضاع تشغيل المنشآت. مع مثل هذه الأنظمة، يكون مكون الطاقة الكهربائية إما مفتوحًا - في هذا الوقت يكون انخفاض الجهد عبره صفرًا تقريبًا، أو مفتوحًا - في هذا الوقت لا يتم توفير أي تيار له. يمكن حساب تبديد الطاقة عن طريق ضرب التيار والجهد. في هذا الوضع، من الممكن تحقيق كفاءة تبلغ حوالي 75-80% أو أكثر.

ما هو PWM؟

للحصول على إشارة بالشكل المطلوب عند الخرج، يجب فتح مفتاح الطاقة لفترة معينة فقط، بما يتناسب مع المؤشرات المحسوبة لجهد الخرج. هذا هو مبدأ تعديل عرض النبضة (PWM). بعد ذلك، تدخل إشارة بهذا الشكل، تتكون من نبضات متفاوتة العرض، إلى منطقة المرشح بناءً على مغو ومكثف. بعد التحويل، سيكون الإخراج إشارة مثالية تقريبًا للشكل المطلوب.

لا يقتصر نطاق PWM على تبديل مصادر الطاقة والمثبتات ومحولات الجهد. إن استخدام هذا المبدأ عند تصميم مضخم صوت قوي يجعل من الممكن تقليل استهلاك طاقة الجهاز بشكل كبير، ويؤدي إلى تصغير الدائرة وتحسين نظام نقل الحرارة. تشمل العيوب الجودة المتواضعة لإشارة الخرج.

تشكيل إشارات PWM

يعد إنشاء إشارات PWM بالشكل المطلوب أمرًا صعبًا للغاية. ومع ذلك، يمكن للصناعة اليوم أن تسعد برقائق خاصة رائعة تعرف باسم وحدات التحكم PWM. إنها غير مكلفة وتحل مشكلة توليد إشارة بعرض النبض تمامًا. سيساعدك التعرف على تصميمها النموذجي على التنقل في بنية وحدات التحكم هذه واستخدامها.

تفترض دائرة التحكم PWM القياسية المخرجات التالية:

• الناتج المشترك (GND). يتم تنفيذه على شكل ساق متصلة بالسلك المشترك لدائرة إمداد الطاقة بالجهاز.
• دبوس الطاقة (VC). المسؤول عن إمدادات الطاقة للدائرة. من المهم عدم الخلط بينه وبين جارته التي تحمل اسمًا مشابهًا - دبوس VCC.
• دبوس التحكم في الطاقة (VCC). كقاعدة عامة، تتولى شريحة التحكم PWM التحكم في ترانزستورات الطاقة (ثنائية القطب أو التأثير الميداني). إذا انخفض جهد الخرج، سيتم فتح الترانزستورات جزئيًا فقط، وليس بالكامل. تسخين سريع، سوف يفشلون قريبًا، غير قادرين على التعامل مع الحمل. من أجل استبعاد هذا الاحتمال، من الضروري مراقبة جهد الإمداد عند مدخل الدائرة الدقيقة وعدم السماح له بتجاوز علامة التصميم. إذا انخفض الجهد عند هذا الدبوس عن المستوى المحدد خصيصًا لوحدة التحكم هذه، فسيتم إيقاف تشغيل جهاز التحكم. عادة، يتم توصيل هذا الطرف مباشرة بمنفذ VC.

جهد التحكم في الإخراج (خارج)

يتم تحديد عدد دبابيس الدائرة الدقيقة من خلال تصميمها ومبدأ تشغيلها. ليس من الممكن دائمًا فهم المصطلحات المعقدة على الفور، ولكن دعونا نحاول تسليط الضوء على الجوهر. توجد دوائر دقيقة على طرفين تتحكم في شلالات الدفع والسحب (ذراع مزدوج) (أمثلة: الجسر، نصف الجسر، المحول العكسي ثنائي الشوط). هناك أيضًا نظائرها لوحدات تحكم PWM للتحكم في الشلالات أحادية الطرف (ذراع واحدة) (أمثلة: للأمام / الخلف، التعزيز / الارتداد، العكس).

بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تكون مرحلة الإخراج ذات دورة واحدة أو دورتين في الهيكل. يستخدم الدفع والسحب بشكل أساسي لقيادة FET المعتمد على الجهد. للإغلاق بسرعة، من الضروري تحقيق التفريغ السريع لمكثفات مصدر البوابة ومصرف البوابة. لهذا الغرض، يتم استخدام مرحلة إخراج الدفع والسحب لوحدة التحكم، وتتمثل مهمتها في التأكد من تقصير الإخراج إلى كابل مشترك إذا كان من الضروري إغلاق ترانزستور التأثير الميداني.

قد تحتوي وحدات التحكم PWM للطاقة العالية أيضًا على عناصر تحكم في مفتاح الإخراج (برامج التشغيل). يوصى باستخدام ترانزستورات IGBT كمفاتيح إخراج.

المشاكل الرئيسية لمحولات PWM

عند تشغيل أي جهاز، من المستحيل القضاء تماما على احتمال الانهيار، وهذا ينطبق أيضا على المحولات. لا يهم تعقيد التصميم، فحتى وحدة التحكم TL494 PWM المعروفة يمكن أن تسبب مشاكل تشغيلية. الأخطاء لها طبيعة مختلفة - بعضها يمكن اكتشافه بالعين، بينما يتطلب اكتشاف البعض الآخر معدات قياس خاصة.

لاستخدام وحدة تحكم PWM، يجب عليك التعرف على قائمة أعطال الجهاز الرئيسية، وفقط لاحقًا - مع خيارات القضاء عليها.

استكشاف الأخطاء وإصلاحها

واحدة من المشاكل الأكثر شيوعا هي انهيار الترانزستورات الرئيسية. يمكن رؤية النتائج ليس فقط عند محاولة تشغيل الجهاز، ولكن أيضًا عند فحصه بمقياس متعدد.

بالإضافة إلى ذلك، هناك أخطاء أخرى يصعب اكتشافها إلى حد ما. قبل التحقق مباشرة من وحدة تحكم PWM، يمكنك النظر في حالات الأعطال الأكثر شيوعا. على سبيل المثال:

• تتوقف وحدة التحكم بعد البدء - انقطاع في حلقة نظام التشغيل، أو انخفاض التيار، أو مشاكل في المكثف عند مخرج المرشح (إن وجد)، أو في برنامج التشغيل؛ ربما حدث خطأ في التحكم في وحدة تحكم PWM. من الضروري فحص الجهاز بحثًا عن الرقائق والتشوهات وقياس مؤشرات الحمل ومقارنتها بالمؤشرات القياسية.
• لا تبدأ وحدة التحكم PWM - أحد الفولتية المدخلة مفقودة أو أن الجهاز معيب. يمكن أن يساعد فحص وقياس جهد الخرج، أو، كحل أخير، استبداله بنظير فعال معروف.
• يختلف جهد الخرج عن الجهد الاسمي - هناك مشكلة في حلقة OOS أو في وحدة التحكم.
• بعد البدء، يدخل PWM الموجود في مصدر الطاقة إلى الحماية إذا لم يكن هناك ماس كهربائى على المفاتيح - التشغيل غير الصحيح لـ PWM أو برامج التشغيل.
• التشغيل غير المستقر للوحة، وجود أصوات غريبة - انقطاع في حلقة OOS أو سلسلة RC، وتدهور قدرة المرشح.

أخيراً

يمكن الآن العثور على وحدات تحكم PWM عالمية ومتعددة الوظائف في كل مكان تقريبًا. إنها لا تخدم فقط كجزء لا يتجزأ من مصادر الطاقة لمعظم الأجهزة الحديثة - أجهزة الكمبيوتر القياسية وغيرها من الأجهزة اليومية. بناءً على وحدات التحكم، يتم تطوير تقنيات جديدة يمكنها تقليل استهلاك الموارد بشكل كبير في العديد من مجالات النشاط البشري. سيستفيد أصحاب المنازل الخاصة من وحدات التحكم في شحن البطاريات من البطاريات الكهروضوئية، بناءً على مبدأ تعديل عرض النبض لتيار الشحن.

الكفاءة العالية تجعل تطوير أجهزة جديدة تعتمد على مبدأ PWM واعدًا للغاية. مصادر الطاقة الثانوية ليست مجال النشاط الوحيد.

المؤشرات الفنية الاساسية:

• أ) تردد إشارة PWM 400 هرتز
• ب) عدد تدرجات إشارة PWM 16
• ج) وحدة تحكم PWM تعتمد على عداد طرح TTL/74ХХ
• هـ) ينبغي تطوير وحدة التحكم PWM على الدوائر الدقيقة TTL/74XX من سلسلة SN74. إجراء اختبار لكتل ​​وحدات التحكم الرئيسية على العناصر المنطقية - البوابات المنطقية (المثالية) وعلى D-flip-flops (المثالية)، ورسم مخططات دوائر لكتل ​​التحكم على دوائر TTL IC الحقيقية - 4-LE و2-D flip-flops في حزمة من سلسلة معينة.
• د) قم بإعداد دوائر دقيقة مخصصة للكتل الرئيسية لوحدة التحكم - مولد الساعة ومقسم التردد والوحدة الرئيسية.

المتطلبات الأساسية:

ارسم مخططًا للكتلة والدائرة لوحدة التحكم، واختبر الكتل الفردية في بيئة برنامج EWB، ثم قم باختيار مستنير للدوائر الدقيقة الضرورية.

توفير رسم تخطيطي لدائرة تحكم PWM.

وحدة تحكم PWM الرقمية

PWM (تعديل عرض النبضة)، الإنجليزية. PWM - تعديل عرض النبضة. PWM هي إشارة رقمية يمكنك من خلالها ضبط مستوى الإشارة التناظرية والتحكم فيها على نطاق واسع باستخدام المفاتيح.

رسم بياني 1.

وهذا مهم بشكل خاص في الهيئات التنظيمية القوية ذات الكفاءة العالية، حيث أن الحد الأدنى من الطاقة يتبدد على المفاتيح فقط في لحظة التبديل.

يوضح الشكل 1 مخطط توقيت PWM مع دورة عمل ثابتة. تحتوي الدورة الواحدة على نبضة وحدة واحدة بعرض T1 ونبضة واحدة بعرض T0. حيث

فترة PWM هي -.T، وبالتالي فإن معدل تكرار النبضة F=1/T هو قيمة ثابتة. معامل PWM G يعادل سعة الإشارة التناظرية:

من خلال تغيير مدة النبضة T 1، يمكنك ضبط متوسط ​​مستوى الجهد: إذا كان مستوى إشارة PWM القصوى Um = En، فمن خلال تطبيق إشارة PWM على مرشح الجهد، يمكنك الحصول على جهد تناظري عند المرشح انتاج

في بعض الحالات، لا يكون استخدام الفلتر ضروريًا - على سبيل المثال، عند تنظيم التيار للتحكم في سطوع المصباح، وسرعة دوران المحرك، حيث أن لهما ثابت زمني معين، وإذا كانت فترة PWM أقل من هذا ثابت، فلن يكون هناك وميض أو اهتزاز للمحرك. لكن في بعض الحالات لا يمكنك الاستغناء عن الفلتر. بطبيعة الحال، كلما كانت فترة PWM أقصر، أصبحت الإشارة التناظرية "أكثر سلاسة"، ولكن انخفاض الفترة يؤدي إلى زيادة في منفصل التحكم في دورة التشغيل، وزيادة في معدل تكرار النبض F، وبالتالي، زيادة فقدان الطاقة على المفاتيح وانخفاض الكفاءة.

تسمى محولات الإشارة التناظرية إلى نبضات PWM المغيرين PWMنظرًا لاستخدامها على نطاق واسع في اتصالات رمز النبض وأجهزة التشغيل الآلي البسيطة. أصبحت محولات الكود الثنائي إلى نبضات PWM واسعة الانتشار بشكل خاص مع تطور تكنولوجيا المعالجات الدقيقة، وهي أجهزة مدمجة لمعظم وحدات التحكم الدقيقة الحديثة. في الأدب يطلق عليهم وحدات تحكم PWM.

هناك الكثير من القواسم المشتركة بين مُعدِّلات PWM التناظرية الرقمية ووحدات التحكم PWM الرقمية (انظر الشكل 2). يقوم مولد نبض الساعة بتعيين الفترة (T) ومعدل تكرار نبضات PWM (F=1/T). يقوم برنامج التشغيل المنحدر بإنشاء إشارة متفاوتة خطيًا. يسجل جهاز المقارنة اللحظة الزمنية التي تصل فيها الإشارة المتغيرة خطيًا إلى مستوى إشارة التحكم Uo. يتم إنشاء إشارة نبضية عند الخرج من بداية القاعدة الزمنية إلى لحظة المساواة. في وحدات تحكم PWM تكون إشارة التحكم تناظرية، وفي وحدات تحكم PWM تكون إشارة التحكم رقمية. يحدد هذا تصميم الدائرة المحددة (التناظرية أو الرقمية) لمولد المنحدر ودوائر المقارنة.

تعديل عرض النبض. وصف. طلب. (10+)

تعديل عرض النبض

أحد الأساليب لتقليل فقد التسخين لعناصر الطاقة في الدوائر هو استخدام تبديل أوضاع التشغيل. في مثل هذه الأوضاع، يكون عنصر الطاقة إما مفتوحًا، ثم يكون هناك ما يقرب من الصفر من انخفاض الجهد عبره، أو مغلقًا، ثم يتدفق التيار من خلاله. تبديد الطاقة يساوي الجهد الحالي. اقرأ المزيد عن هذا على الرابط. في هذا الوضع، من الممكن تحقيق كفاءة تزيد عن 80%.

للحصول على إشارة بالشكل المطلوب عند الخرج، يفتح مفتاح الطاقة لفترة معينة تتناسب مع جهد الخرج المطلوب. هذا هو تعديل عرض النبضة (PWM، PWM). بعد ذلك، تدخل هذه الإشارة، التي تتكون من نبضات ذات عروض مختلفة، في مرشح يتكون من مغو ومكثف. ينتج عن خرج المرشح إشارة مثالية تقريبًا للشكل المطلوب.

تطبيق تعديل عرض النبضة (PWM)

لسوء الحظ، يتم العثور على أخطاء بشكل دوري في المقالات، ويتم تصحيحها واستكمال المقالات وتطويرها وإعداد مقالات جديدة. اشترك في الأخبار لتبقى على اطلاع.

إذا كان هناك شيء غير واضح، تأكد من أن تسأل!
طرح سؤال. مناقشة المقال. رسائل.

المزيد من المقالات

محول نبض قوي. عملية حسابية. احسب. متصل. يا...
الحساب عبر الإنترنت لمحولات نبض الطاقة ....

كيف لا تخلط بين زائد وناقص؟ عكس حماية قطبية. مخطط...
حماية الدائرة ضد قطبية التوصيل غير الصحيحة (العكس) لوحدات الشحن...

العاكس الرنان، محول تعزيز الجهد. مبدأ...
تجميع وضبط محول الجهد المعزز. وصف مبدأ التشغيل...

محول جهد نبضي بسيط إلى الأمام. 5 - 12 مجلد...
دائرة محول جهد بسيط لتشغيل مضخم تشغيلي....

الدائرة التذبذبية. مخطط. عملية حسابية. طلب. صدى. رنين...
حساب وتطبيق الدوائر التذبذبية. ظاهرة الرنين. متتابع...

مصحح معامل القدرة. مخطط. عملية حسابية. مبدأ التشغيل....
دائرة تصحيح معامل القدرة...

افعل ذلك بنفسك بإمدادات الطاقة غير المنقطعة. افعل ذلك بنفسك UPS، UPS. جيبية، جيبية...
كيف تصنع مصدر طاقة غير متقطع بنفسك؟ جهد الخرج الجيبي النقي، مع...

قوة محول نبض قوي، الاختناق. لف. يصنع...
تقنيات لف مغو / محول النبض....

يعد PWM أو PWM (تعديل عرض النبضة، باللغة الإنجليزية) طريقة للتحكم في إمداد الحمل بالطاقة. يتكون التحكم من تغيير مدة النبضة بمعدل تكرار ثابت للنبضة. يمكن أن يكون تعديل عرض النبض تناظريًا أو رقميًا أو ثنائيًا أو ثلاثيًا.

إن استخدام تعديل عرض النبضة يجعل من الممكن زيادة كفاءة المحولات الكهربائية، وخاصة محولات النبض، والتي تشكل اليوم أساس مصادر الطاقة الثانوية لمختلف الأجهزة الإلكترونية. يتم التحكم اليوم في Flyback والأمام بدورة واحدة، ودفع وسحب ونصف الجسر، بالإضافة إلى محولات نبض الجسر بمشاركة PWM، وهذا ينطبق أيضًا على المحولات الرنانة.

يتيح لك تعديل عرض النبض ضبط سطوع الإضاءة الخلفية لشاشات الكريستال السائل للهواتف المحمولة والهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة. يتم تطبيق PWM في محولات السيارات وأجهزة الشحن وما إلى ذلك. يستخدم أي شاحن اليوم PWM في تشغيله.

تُستخدم الترانزستورات ثنائية القطب والتأثير الميداني التي تعمل في وضع التبديل كعناصر تبديل في المحولات الحديثة عالية التردد. وهذا يعني أن جزءًا من الفترة يكون الترانزستور مفتوحًا تمامًا، وجزءًا من الفترة مغلقًا تمامًا.

وبما أنه في الحالات العابرة التي تدوم عشرات النانو ثانية فقط، تكون الطاقة المنطلقة على المفتاح صغيرة مقارنة بالطاقة المبدلة، فإن متوسط ​​الطاقة المنطلقة على شكل حرارة على المفتاح يتبين في النهاية أنه غير مهم. في هذه الحالة، في الحالة المغلقة، تكون مقاومة الترانزستور كمفتاح صغيرة جدًا، ويقترب انخفاض الجهد عبره من الصفر.

في الحالة المفتوحة، تكون موصلية الترانزستور قريبة من الصفر، ولا يتدفق أي تيار عبره عمليًا. وهذا يجعل من الممكن إنشاء محولات مدمجة ذات كفاءة عالية، أي مع فقد حراري منخفض. والمحولات الرنانة مع التبديل عند صفر تيار ZCS (تبديل تيار صفري) تجعل من الممكن تقليل هذه الخسائر إلى الحد الأدنى.

في مولدات PWM من النوع التناظري، يتم إنشاء إشارة التحكم بواسطة مقارن تناظري، على سبيل المثال، عندما يتم توفير إشارة مثلثة أو مسننة إلى الإدخال المقلوب لجهاز المقارنة، ويتم توفير إشارة مستمرة معدلة إلى الإدخال غير المقلوب.

يتم الحصول على نبضات الخرج، ويكون تردد تكرارها مساويًا لتردد المنشار (أو الإشارة الثلاثية)، وترتبط مدة الجزء الموجب من النبضة بالوقت الذي يتم خلاله مستوى الإشارة الثابتة المعدلة الموردة إلى يكون الإدخال غير المقلوب للمقارنة أعلى من مستوى إشارة المنشار التي يتم توفيرها للمدخل المقلوب. عندما يكون جهد المنشار أعلى من إشارة التعديل، سيكون للخرج جزء سلبي من النبض.

إذا تمت تغذية المنشار إلى الدخل غير المقلوب للمقارن، وتم توفير إشارة التعديل إلى الإدخال المقلوب، فإن النبضات المستطيلة للخرج ستكون لها قيمة موجبة عندما يكون جهد المنشار أعلى من قيمة إشارة التعديل المقدمة إلى المدخلات المقلوبة، وسالبة عندما يكون جهد المنشار أقل من إشارة التعديل. مثال على توليد PWM التناظري هو الدائرة الدقيقة TL494، والتي تستخدم على نطاق واسع اليوم في بناء وحدات تحويل الطاقة.

يتم استخدام PWM الرقمي في التكنولوجيا الرقمية الثنائية. كما تأخذ نبضات الإخراج واحدة فقط من القيمتين (تشغيل أو إيقاف)، ويقترب متوسط ​​مستوى الإخراج من المستوى المطلوب. هنا يتم الحصول على إشارة سن المنشار باستخدام عداد N-bit.

تعمل الأجهزة الرقمية المزودة بـ PWM أيضًا بتردد ثابت، والذي يتجاوز بالضرورة وقت استجابة الجهاز الذي يتم التحكم فيه، ويسمى هذا النهج الإفراط في أخذ العينات. بين حواف الساعة، يظل خرج PWM الرقمي مستقرًا، إما مرتفعًا أو منخفضًا، اعتمادًا على الحالة الحالية لمخرج المقارنة الرقمية، الذي يقارن مستويات الإشارة عند العداد والمستوى الرقمي التقريبي.

يتم تسجيل الخرج كسلسلة من النبضات ذات الحالات 1 و0؛ وقد تتغير أو لا تتغير كل حالة ساعة إلى العكس. يتناسب تردد النبضات مع مستوى الإشارة المقتربة، ويمكن للوحدات التي تتبع بعضها البعض أن تشكل نبضة واحدة أطول وأوسع.

ستكون النبضات الناتجة ذات العرض المتغير من مضاعفات فترة الساعة، وسيكون التردد مساويًا لـ 1/2NT، حيث T هي فترة الساعة، و N هو عدد دورات الساعة. هنا يمكن تحقيق تردد أقل بالنسبة لتردد الساعة. دائرة التوليد الرقمي الموصوفة هي عبارة عن تعديل PWM ذو بت واحد أو مستويين ومشفر بالنبض.

هذا التشكيل المشفر بالنبض ذو المستويين هو في الأساس سلسلة من النبضات بتردد 1/T وعرض T أو 0. يتم استخدام الإفراط في أخذ العينات لحساب المتوسط ​​على مدى فترة زمنية أكبر. يمكن تحقيق PWM عالي الجودة باستخدام تعديل كثافة النبضة بت واحد، ويسمى أيضًا تعديل تردد النبض.

مع تعديل عرض النبضة الرقمية، يمكن للنبضات الفرعية المستطيلة التي تملأ فترة ما أن تسقط في أي مكان في الفترة، وعندها فقط يؤثر عددها على متوسط ​​قيمة الإشارة خلال الفترة. لذلك، إذا قمت بتقسيم الفترة إلى 8 أجزاء، فإن مجموعات النبضات 11001100، 11110000، 11000101، 10101010، وما إلى ذلك ستعطي نفس القيمة المتوسطة للفترة، ومع ذلك، فإن الوحدات المنفصلة تجعل وضع تشغيل الترانزستور الرئيسي أثقل.

يقدم نجوم الإلكترونيات الذين يتحدثون عن PWM القياس التالي مع الميكانيكا. إذا كنت تستخدم محركًا لتدوير دولاب الموازنة الثقيل، فبما أنه يمكن تشغيل المحرك أو إيقاف تشغيله، فسوف تدور دولاب الموازنة وتستمر في الدوران، أو ستتوقف بسبب الاحتكاك عند إيقاف تشغيل المحرك.

ولكن إذا تم تشغيل المحرك لبضع ثوان في الدقيقة، فسيتم الحفاظ على دوران دولاب الموازنة بسبب القصور الذاتي بسرعة معينة. وكلما طالت مدة تشغيل المحرك، زادت سرعة دوران دولاب الموازنة. كما هو الحال مع PWM، تأتي إشارة التشغيل والإيقاف (0 و1) إلى الخرج، ونتيجة لذلك، يتم تحقيق القيمة المتوسطة. من خلال دمج جهد النبض مع مرور الوقت، نحصل على المساحة الموجودة أسفل النبضات، وسيكون التأثير على الجسم العامل مطابقًا للعمل عند قيمة جهد متوسطة.

هذه هي الطريقة التي تعمل بها المحولات، حيث يحدث التبديل آلاف المرات في الثانية، وتصل الترددات إلى عدة ميغاهيرتز. تُستخدم وحدات التحكم PWM الخاصة على نطاق واسع للتحكم في كوابح المصابيح الموفرة للطاقة وإمدادات الطاقة وما إلى ذلك.

تسمى نسبة المدة الإجمالية لفترة النبض إلى وقت التشغيل (الجزء الإيجابي من النبض) بدورة تشغيل النبض. لذلك، إذا كان وقت التشغيل هو 10 μs، وتستمر الفترة 100 μs، عند تردد 10 كيلو هرتز، ستكون دورة العمل مساوية 10، ويكتبون أن S = 10. وتسمى دورة العمل العكسية دورة عمل النبض، باللغة الإنجليزية Duty Cycle، أو يتم اختصارها بـ DC.

لذلك، على سبيل المثال، DC = 0.1، حيث أن 10/100 = 0.1. مع تعديل عرض النبضة، عن طريق ضبط دورة تشغيل النبضة، أي عن طريق تغيير التيار المستمر، يتم تحقيق القيمة المتوسطة المطلوبة عند إخراج جهاز إلكتروني أو أي جهاز كهربائي آخر، مثل المحرك.