PWM sau PWM (modulație pe lățime a impulsului) - modularea lățimii impulsului- Această metodă este concepută pentru a controla mărimea tensiunii și a curentului. Acțiunea PWM este de a modifica lățimea unui impuls de amplitudine constantă și frecvență constantă.

Proprietățile reglării PWM sunt utilizate în convertoare de impulsuri, în circuite pentru controlul motoarelor de curent continuu sau a luminozității LED-urilor.

Principiul de funcționare PWM

Principiul de funcționare al PWM, așa cum indică și numele, este schimbarea lățimii impulsului a semnalului. Când se utilizează metoda de modulare a lățimii impulsului, frecvența și amplitudinea semnalului rămân constante. Cel mai important parametru al semnalului PWM este ciclul de lucru, care poate fi determinat prin următoarea formulă:

De asemenea, se poate observa că suma timpului semnalului ridicat și scăzut determină perioada semnalului:

• Ton - timp de nivel înalt
• Toff - timp de nivel scăzut
• T—perioada semnalului

Timpul maxim și timpul scăzut al semnalului sunt afișate în figura de jos. Tensiunea U1 este starea de nivel înalt a semnalului, adică amplitudinea acestuia.

Următoarea figură este un exemplu de semnal PWM cu un interval de timp specific ridicat și scăzut.

Calculul ciclului de lucru PWM

Calculul ciclului de lucru PWM folosind exemplul:

Pentru a calcula factorul de umplere procentual, trebuie să efectuați calcule similare și să înmulțiți rezultatul cu 100%:

După cum rezultă din calcul, în acest exemplu, semnalul (nivel înalt) este caracterizat printr-o umplere egală cu 0,357 sau altfel 37,5%. Factorul de umplere este o valoare abstractă.

O caracteristică importantă a modulării lățimii impulsului poate fi și frecvența semnalului, care este calculată prin formula:

Valoarea lui T, în exemplul nostru, ar trebui luată în secunde pentru ca unitățile din formulă să se potrivească. Deoarece formula frecvenței este 1/sec, deci să convertim 800ms în 0,8 sec.

Datorită posibilității de reglare a lățimii impulsului, este posibilă modificarea, de exemplu, a valorii medii a tensiunii. Figura de mai jos arată cicluri de lucru diferite, menținând aceeași frecvență a semnalului și aceeași amplitudine.

Pentru a calcula tensiunea medie PWM, trebuie să cunoașteți ciclul de funcționare, deoarece tensiunea medie este produsul dintre ciclul de funcționare și amplitudinea tensiunii semnalului.
De exemplu, ciclul de lucru a fost egal cu 37,5% (0,357), iar amplitudinea tensiunii U1 = 12V va da tensiunea medie Uav:

În acest caz, tensiunea medie a semnalului PWM este de 4,5 V.

PWM oferă o capacitate foarte simplă de a reduce tensiunea în intervalul de la tensiunea de alimentare U1 la 0. Aceasta poate fi folosită, de exemplu, pentru viteza de rotație a unui motor DC (curent continuu) alimentat de o valoare medie a tensiunii.

Semnalul PWM poate fi generat de un microcontroler sau un circuit analog. Semnalul de la astfel de circuite este caracterizat de tensiune scăzută și curent de ieșire foarte scăzut. Dacă este necesară reglarea sarcinilor puternice, ar trebui utilizat un sistem de control, de exemplu, folosind un tranzistor.

Acesta poate fi un tranzistor bipolar sau cu efect de câmp. În următoarele exemple va fi folosit.

Semnalul PWM este furnizat la baza tranzistorului VT1 prin rezistorul R1, cu alte cuvinte, tranzistorul VT1 pornește și se oprește pe măsură ce semnalul se schimbă. Aceasta este similară cu situația în care tranzistorul poate fi înlocuit cu un comutator obișnuit, după cum se arată mai jos:

Când întrerupătorul este închis, LED-ul este alimentat prin rezistența R2 (limitarea curentului) cu o tensiune de 12V. Și când întrerupătorul este deschis, circuitul este întrerupt și LED-ul se stinge. O astfel de comutare cu frecvență joasă va avea ca rezultat .

Cu toate acestea, dacă este necesar să se controleze intensitatea LED-urilor, este necesară creșterea frecvenței semnalului PWM, astfel încât să înșele ochiul uman. Teoretic, comutarea la o frecvență de 50 Hz nu mai este invizibilă pentru ochiul uman, ceea ce are ca rezultat efectul de reducere a luminozității LED-ului.

Cu cât ciclul de funcționare este mai scăzut, cu atât LED-ul va fi mai slab deoarece LED-ul va fi aprins mai puțin timp într-o perioadă.

Același principiu și o schemă similară pot fi folosite pentru. În cazul unui motor, însă, este necesar să se folosească o frecvență de comutare mai mare (peste 15-20 kHz) din două motive.

Prima dintre acestea se referă la sunetul pe care îl poate scoate motorul (un scârțâit neplăcut). Frecvența de 15-20 kHz este limita teoretică a audibilității urechii umane, astfel încât frecvențele peste această limită vor fi inaudibile.

A doua întrebare se referă la stabilitatea motorului. Când conduceți motorul cu un semnal de joasă frecvență cu un ciclu de funcționare scăzut, turația motorului va fi instabilă sau poate duce la o oprire completă. Prin urmare, cu cât frecvența semnalului PWM este mai mare, cu atât stabilitatea tensiunii medii de ieșire este mai mare. Există, de asemenea, o ondulație de tensiune mai mică.

Cu toate acestea, nu ar trebui să creșteți prea mult frecvența semnalului PWM, deoarece la frecvențe înalte, tranzistorul poate să nu aibă timp să se deschidă sau să se închidă complet, iar circuitul de control nu va funcționa corect. Acest lucru este valabil mai ales pentru tranzistoarele cu efect de câmp, unde timpii de reîncărcare pot fi relativ lungi, în funcție de design.

O frecvență prea mare a semnalului PWM determină și o creștere a pierderilor în tranzistor, deoarece fiecare comutare provoacă pierderi de energie. Când controlați curenți mari la frecvențe înalte, este necesar să selectați un tranzistor de mare viteză cu rezistență de conducție scăzută.

Când controlați, ar trebui să vă amintiți să utilizați o diodă pentru a proteja tranzistorul VT1 de supratensiunile de inducție care apar atunci când tranzistorul este oprit. Datorită utilizării unei diode, impulsul de inducție este descărcat prin aceasta și prin rezistența internă a motorului, protejând astfel tranzistorul.

Pentru a netezi supratensiunile între bornele motorului, puteți conecta un mic condensator (100nF) în paralel cu acestea, care va stabiliza tensiunea între comutările succesive ale tranzistorului. Acest lucru va reduce, de asemenea, zgomotul cauzat de comutarea frecventă a tranzistorului VT1.

Una dintre abordările utilizate pentru a reduce semnificativ pierderile de încălzire ale componentelor de putere ale circuitelor radio este utilizarea comutării modurilor de funcționare ale instalațiilor. Cu astfel de sisteme, componenta de putere electrică este fie deschisă - în acest moment există practic o cădere de tensiune nulă pe ea, fie deschisă - în acest moment i se furnizează curent zero. Puterea disipată poate fi calculată prin înmulțirea curentului și a tensiunii. În acest mod, este posibil să se obțină o eficiență de aproximativ 75-80% sau mai mult.

Ce este PWM?

Pentru a obține un semnal de forma necesară la ieșire, întrerupătorul de alimentare trebuie deschis doar pentru un anumit timp, proporțional cu indicatorii calculați ai tensiunii de ieșire. Acesta este principiul modulării lățimii impulsului (PWM). Apoi, un semnal de această formă, constând din impulsuri care variază în lățime, intră în zona filtrului pe baza unui inductor și a unui condensator. După conversie, ieșirea va fi un semnal aproape ideal de forma necesară.

Domeniul de aplicare al PWM nu se limitează la comutarea surselor de alimentare, stabilizatorilor și convertoarelor de tensiune. Utilizarea acestui principiu la proiectarea unui amplificator audio puternic face posibilă reducerea semnificativă a consumului de energie al dispozitivului, duce la miniaturizarea circuitului și optimizează sistemul de transfer de căldură. Dezavantajele includ calitatea mediocră a semnalului de ieșire.

Formarea semnalelor PWM

Crearea semnalelor PWM cu forma dorită este destul de dificilă. Cu toate acestea, industria de astăzi se poate încânta cu cipuri speciale minunate cunoscute sub numele de controlere PWM. Sunt ieftine și rezolvă complet problema generării unui semnal cu lățimea impulsului. Familiarizarea cu designul lor tipic vă va ajuta să navigați prin structura unor astfel de controlere și utilizarea lor.

Circuitul standard al controlerului PWM presupune următoarele ieșiri:

• Ieșire comună (GND). Este implementat sub forma unui picior, care este conectat la firul comun al circuitului de alimentare al dispozitivului.
• Pin de alimentare (VC). Responsabil cu alimentarea circuitului. Este important să nu îl confundați cu vecinul său cu un nume similar - pinul VCC.
• Pin de control al puterii (VCC). De regulă, cipul controlerului PWM preia controlul asupra tranzistorilor de putere (bipolar sau cu efect de câmp). Dacă tensiunea de ieșire scade, tranzistoarele se vor deschide doar parțial și nu complet. Încălzindu-se rapid, vor eșua în curând, incapabili să facă față sarcinii. Pentru a exclude această posibilitate, este necesar să monitorizați tensiunea de alimentare la intrarea microcircuitului și să nu permiteți acestuia să depășească marcajul de proiectare. Dacă tensiunea la acest pin scade sub cea setată special pentru acest controler, dispozitivul de control se oprește. De obicei, acest pin este conectat direct la pinul VC.

Tensiunea de control la ieșire (OUT)

Numărul de pini ai unui microcircuit este determinat de proiectarea și principiul său de funcționare. Nu este întotdeauna posibil să înțelegeți imediat termenii complexi, dar să încercăm să evidențiem esența. Există microcircuite pe 2 pini care controlează cascade push-pull (cu braț dublu) (exemple: punte, semipunte, convertor invers în 2 timpi). Există, de asemenea, analogi ale controlerelor PWM pentru controlul cascadelor cu un singur capăt (un singur braț) (exemple: înainte/înapoi, boost/buck, inversare).

În plus, treapta de ieșire poate avea o structură cu un singur ciclu sau două cicluri. Push-pull este folosit în principal pentru a conduce un FET dependent de tensiune. Pentru a închide rapid, este necesar să se obțină descărcarea rapidă a condensatoarelor de sursă de poartă și de scurgere de poartă. În acest scop, se folosește treapta de ieșire push-pull a controlerului, a cărei sarcină este să se asigure că ieșirea este scurtcircuitată la un cablu comun dacă este necesară închiderea tranzistorului cu efect de câmp.

Controlerele PWM pentru putere mare pot avea, de asemenea, controale ale comutatorului de ieșire (driver). Se recomandă utilizarea tranzistoarelor IGBT ca comutatoare de ieșire.

Principalele probleme ale convertoarelor PWM

Când utilizați orice dispozitiv, este imposibil să eliminați complet posibilitatea defecțiunii, iar acest lucru se aplică și convertoarelor. Complexitatea designului nu contează; chiar și binecunoscutul controler TL494 PWM poate cauza probleme de funcționare. Defecțiunile au o natură diferită - unele dintre ele pot fi detectate cu ochi, în timp ce detectarea altora necesită echipamente speciale de măsurare.

Pentru a utiliza un controler PWM, ar trebui să vă familiarizați cu lista principalelor defecțiuni ale dispozitivului și numai mai târziu - cu opțiuni pentru eliminarea acestora.

Depanare

Una dintre cele mai frecvente probleme este defectarea tranzistoarelor cheie. Rezultatele pot fi văzute nu numai atunci când încercați să porniți dispozitivul, ci și atunci când îl examinați cu un multimetru.

În plus, există și alte defecte care sunt oarecum mai greu de detectat. Înainte de a verifica direct controlerul PWM, puteți lua în considerare cele mai frecvente cazuri de defecțiuni. De exemplu:

• Controlerul se blochează după pornire - o întrerupere a buclei OS, o cădere de curent, probleme cu condensatorul la ieșirea filtrului (dacă există) sau driverul; Poate că controlul controlerului PWM a mers prost. Este necesar să inspectați dispozitivul pentru așchii și deformări, să măsurați indicatorii de sarcină și să îi comparați cu cei standard.
• Controlerul PWM nu pornește - una dintre tensiunile de intrare lipsește sau dispozitivul este defect. Inspectarea și măsurarea tensiunii de ieșire poate ajuta sau, ca ultimă soluție, înlocuirea acesteia cu un analog de lucru cunoscut.
• Tensiunea de ieșire diferă de tensiunea nominală - există o problemă cu bucla OOS sau cu controlerul.
• După pornire, PWM-ul de pe sursa de alimentare intră în protecție dacă nu există un scurtcircuit pe taste - funcționare incorectă a PWM-ului sau a driverelor.
• Funcționare instabilă a plăcii, prezența unor sunete ciudate - o întrerupere a buclei OOS sau a lanțului RC, degradarea capacității filtrului.

In cele din urma

Controlerele PWM universale și multifuncționale pot fi găsite acum aproape peste tot. Acestea servesc nu numai ca o componentă integrală a surselor de alimentare pentru majoritatea dispozitivelor moderne - computere standard și alte dispozitive de zi cu zi. Pe baza controlorilor, se dezvoltă noi tehnologii care pot reduce semnificativ consumul de resurse în multe domenii ale activității umane. Proprietarii de case particulare vor beneficia de regulatoare de încărcare a bateriilor din baterii fotovoltaice, bazate pe principiul modulării în lățime a impulsului a curentului de încărcare.

Eficiența ridicată face ca dezvoltarea de noi dispozitive bazate pe principiul PWM să fie foarte promițătoare. Sursele secundare de energie nu sunt singurul domeniu de activitate.

Principalii parametri tehnici:

• a) Frecvența semnalului PWM 400 Hz
• b) Numărul de gradații ale semnalului PWM 16
• c) Controler PWM bazat pe un contor subtractiv TTL/74ХХ
• e) Controlerul PWM ar trebui dezvoltat pe microcircuite TTL/74XX din seria SN74. Efectuați testarea principalelor blocuri de controler pe elemente logice - Porți logice (Ideal) și pe D-flip-flops (Ideal), întocmește diagramele de circuit ale blocurilor de controler pe circuite integrate TTL reale - 4-LE și 2-D flip-flops într-un pachet dintr-o serie dată.
• d) Pregătiți microcircuite personalizate pentru blocurile principale ale controlerului - generator de ceas, divizor de frecvență și bloc principal.

Cerințe primare:

Elaborați o diagramă bloc și circuit a controlerului, testați blocurile individuale în mediul software EWB și faceți o alegere informată a microcircuitelor necesare.

Furnizați o schemă de circuit a unui controler PWM.

Controler digital PWM

PWM (modularea lățimii pulsului), engleză. PWM - modularea lățimii impulsului. PWM este un semnal digital cu ajutorul căruia puteți seta și controla nivelul unui semnal analogic pe o gamă largă de comutatoare.

Fig.1.

Acest lucru este deosebit de important la regulatoarele puternice cu eficiență ridicată, deoarece puterea minimă este disipată pe comutatoare numai în momentul comutării.

Figura 1 prezintă o diagramă de timp PWM cu un ciclu de lucru constant. O perioadă conține un impuls unitar de lățime T1 și un impuls zero de lățime T0. în care

Perioada PWM este -.T și, prin urmare, rata de repetiție a pulsului F=1/T este o valoare constantă. Coeficientul PWM G este echivalentul amplitudinii semnalului analogic:

Prin modificarea duratei impulsului T 1, puteți ajusta nivelul mediu de tensiune: dacă nivelul semnalului maxim PWM Um = En, atunci prin aplicarea semnalului PWM filtrului de tensiune, puteți obține o tensiune analogică la filtru. ieșire

În unele cazuri, utilizarea unui filtru nu este necesară - de exemplu, la reglarea curentului pentru a controla luminozitatea lămpii, viteza de rotație a motorului, deoarece au o anumită constantă de timp și dacă perioada PWM este mai mică decât aceasta. constant, atunci nu va exista nicio pâlpâire sau vibrație a motorului. Dar, în unele cazuri, nu puteți face fără un filtru. Desigur, cu cât perioada PWM este mai scurtă, cu atât semnalul analogic va fi „mai lin”, dar o scădere a perioadei duce la o creștere a discretității controlului ciclului de lucru, la o creștere a ratei de repetare a impulsului F și, în consecință, la o creșterea pierderilor de putere la comutatoare și scăderea eficienței.

Sunt numite convertoare de semnal analogic la impulsuri PWM Modulatoare PWM, deoarece sunt utilizate pe scară largă în comunicațiile cu coduri de impuls și dispozitivele simple de automatizare. Convertoarele codului binar în impulsuri PWM au devenit deosebit de răspândite odată cu dezvoltarea tehnologiei microprocesoarelor; acestea sunt dispozitive încorporate ale majorității microcontrolerelor moderne. În literatură se numesc Controlere PWM.

Modulatoarele analog-digitale PWM și controlerele digitale PWM au multe în comun (vezi Fig. 2). Generatorul de impulsuri de ceas stabilește perioada (T) și rata de repetiție a impulsurilor PWM (F=1/T). Driverul de rampă generează un semnal care variază liniar. Dispozitivul de comparare înregistrează momentul în care semnalul care variază liniar atinge nivelul semnalului de control Uo. Un semnal de impuls este generat la ieșire de la începutul bazei de timp până la momentul egalității. La modulatoarele PWM semnalul de control este analogic, la controlerele PWM este digital. Aceasta determină designul specific al circuitului (analogic sau digital) al generatorului de rampă și al circuitelor de comparație.

Modularea lățimii impulsului. Descriere. Aplicație. (10+)

Modularea lățimii impulsului

Una dintre abordările de reducere a pierderilor de încălzire ale elementelor de putere ale circuitelor este utilizarea comutării modurilor de funcționare. În astfel de moduri, elementul de putere este fie deschis, apoi există o cădere de tensiune aproape nulă peste el, fie închis, apoi curge zero prin el. Puterea disipată este egală cu curentul înmulțit cu tensiunea. Citiți mai multe despre asta la link. În acest mod, este posibil să se obțină o eficiență de peste 80%.

Pentru a obține un semnal de forma dorită la ieșire, întrerupătorul de alimentare se deschide pentru un anumit timp proporțional cu tensiunea de ieșire dorită. Aceasta este modularea lățimii impulsului (PWM, PWM). Apoi, un astfel de semnal, constând din impulsuri de diferite lățimi, intră într-un filtru format dintr-un inductor și un condensator. Ieșirea filtrului produce un semnal aproape ideal de forma dorită.

Aplicarea modulării lățimii impulsului (PWM)

Din păcate, erorile se găsesc periodic în articole, acestea sunt corectate, articolele sunt completate, dezvoltate și sunt pregătite altele noi. Abonează-te la știri pentru a fi la curent.

Dacă ceva nu este clar, asigurați-vă că întrebați!
Pune o intrebare. Discuția articolului. mesaje.

Mai multe articole

Alimentați un transformator de impuls puternic. Calcul. Calculati. Pe net. O...
Calculul online al transformatorului de impulsuri de putere....

Cum să nu confundăm plus și minus? Protectie inversa polaritatii. Sistem...
Protecția circuitului împotriva polarității incorecte a conexiunii (inversarii) unităților de încărcare...

Invertor rezonant, convertor de creștere a tensiunii. Principiul...
Asamblarea și reglarea unui convertor de tensiune de amplificare. Descrierea principiului de functionare...

Un simplu convertor de tensiune impuls direct. 5 - 12 vol...
Circuitul unui convertor simplu de tensiune pentru a alimenta un amplificator operațional....

Circuit oscilator. Sistem. Calcul. Aplicație. Rezonanţă. Rezonant...
Calculul și aplicarea circuitelor oscilatorii. Fenomenul rezonanței. Consecutiv...

corector de factor de putere. Sistem. Calcul. Principiul de functionare....
Circuit corector factor de putere...

Sursă de alimentare neîntreruptibilă făcut-o singur. Fă-o singur UPS, UPS. Sinusoid, sinusoid...
Cum să faci singur o sursă de alimentare neîntreruptibilă? Tensiune de ieșire sinusoidală pură, cu...

Alimentați un transformator de impuls puternic, șoc. Serpuit, cotit. Face...
Tehnici de înfășurare a unui inductor/transformator de impuls....

PWM sau PWM (pulse-width modulation, în engleză) este o modalitate de a controla alimentarea cu energie a sarcinii. Controlul constă în modificarea duratei pulsului la o rată constantă de repetare a pulsului. Modularea lățimii impulsului poate fi analogică, digitală, binară sau ternară.

Utilizarea modulației pe lățime a impulsurilor face posibilă creșterea eficienței convertoarelor electrice, în special a convertoarelor de impulsuri, care formează astăzi baza surselor de alimentare secundare pentru diferite dispozitive electronice. Flyback și înainte cu un singur ciclu, push-pull și semi-bridge, precum și convertoarele de impulsuri în punte sunt controlate astăzi cu participarea PWM, acest lucru se aplică și convertoarelor rezonante.

Modularea lățimii pulsului vă permite să reglați luminozitatea luminii de fundal a ecranelor cu cristale lichide ale telefoanelor mobile, smartphone-urilor și laptopurilor. PWM este implementat în invertoarele de automobile, încărcătoare etc. Orice încărcător folosește astăzi PWM în funcționarea sa.

Tranzistoarele bipolare și cu efect de câmp care funcționează în modul de comutare sunt utilizate ca elemente de comutare în convertoarele moderne de înaltă frecvență. Aceasta înseamnă că o parte din perioada tranzistorului este complet deschisă, iar o parte din perioadă este complet închisă.

Și întrucât în ​​stările tranzitorii care durează doar zeci de nanosecunde, puterea eliberată pe comutator este mică în comparație cu puterea comutată, puterea medie eliberată sub formă de căldură pe comutator se dovedește în cele din urmă a fi nesemnificativă. În acest caz, în stare închisă, rezistența tranzistorului ca comutator este foarte mică, iar căderea de tensiune pe el se apropie de zero.

În stare deschisă, conductivitatea tranzistorului este aproape de zero și practic nu trece curent prin el. Acest lucru face posibilă crearea convertoarelor compacte cu eficiență ridicată, adică cu pierderi termice reduse. Iar convertoarele rezonante cu comutare la curent zero ZCS (zero-current-switching) fac posibilă reducerea la minimum a acestor pierderi.

La generatoarele PWM de tip analog, semnalul de control este generat de un comparator analog atunci când, de exemplu, un semnal triunghiular sau dinți de ferăstrău este furnizat la intrarea inversoare a comparatorului și un semnal continuu modulator este furnizat la intrarea neinversoare.

Se obțin impulsurile de ieșire, frecvența lor de repetiție este egală cu frecvența ferăstrăului (sau a semnalului triunghiular), iar durata părții pozitive a impulsului este asociată cu timpul în care nivelul semnalului constant modulator furnizat către intrarea neinversoare a comparatorului este mai mare decât nivelul semnalului ferăstrăului, care este furnizat intrării inversoare. Când tensiunea ferăstrăului este mai mare decât semnalul de modulare, ieșirea va avea o parte negativă a impulsului.

Dacă ferăstrăul este alimentat la intrarea neinversoare a comparatorului și semnalul de modulare este furnizat la intrarea de inversare, atunci impulsurile dreptunghiulare de ieșire vor avea o valoare pozitivă atunci când tensiunea ferăstrăului este mai mare decât valoarea semnalului de modulare furnizat. la intrarea inversoare și negativă atunci când tensiunea ferăstrăului este mai mică decât semnalul de modulare. Un exemplu de generare analogică PWM este microcircuitul TL494, care este utilizat pe scară largă astăzi în construcția surselor de alimentare cu comutare.

PWM digital este utilizat în tehnologia digitală binară. Impulsurile de ieșire iau, de asemenea, doar una dintre cele două valori (pornit sau oprit), iar nivelul mediu de ieșire se apropie de nivelul dorit. Aici semnalul dinți de ferăstrău este obținut folosind un contor de N-biți.

Dispozitivele digitale cu PWM funcționează, de asemenea, la o frecvență constantă, care depășește în mod necesar timpul de răspuns al dispozitivului controlat, această abordare se numește supraeșantionare. Între marginile ceasului, ieșirea digitală PWM rămâne stabilă, fie mare, fie scăzută, în funcție de starea curentă a ieșirii comparatorului digital, care compară nivelurile semnalului de la contor și cel digital aproximativ.

Ieșirea este sincronizată ca o secvență de impulsuri cu stările 1 și 0; fiecare stare de ceas se poate schimba sau nu în opus. Frecvența impulsurilor este proporțională cu nivelul semnalului care se apropie, iar unitățile care se urmăresc pot forma un impuls mai larg și mai lung.

Impulsurile rezultate de lățime variabilă vor fi un multiplu al perioadei de ceas, iar frecvența va fi egală cu 1/2NT, unde T este perioada de ceas, N este numărul de cicluri de ceas. Aici este posibilă o frecvență mai mică în raport cu frecvența ceasului. Circuitul de generare digitală descris este modulație PCM codificată în impulsuri PWM pe un bit sau două niveluri.

Această modulație codificată pe două niveluri este în esență o serie de impulsuri cu o frecvență de 1/T și o lățime de T sau 0. Supraeșantionarea este utilizată pentru a medie pe o perioadă mai mare de timp. PWM de înaltă calitate poate fi obținut utilizând modularea densității impulsurilor pe un bit, numită și modulație a frecvenței impulsurilor.

Cu modularea digitală a lățimii pulsului, subpulsurile dreptunghiulare care umplu o perioadă pot cădea în orice loc al perioadei, iar apoi numai numărul lor afectează valoarea medie a semnalului în perioada respectivă. Deci, dacă împărțiți perioada în 8 părți, atunci combinațiile de impulsuri 11001100, 11110000, 11000101, 10101010 etc. vor da aceeași valoare medie pentru perioada, totuși, unitățile separate fac modul de funcționare al tranzistorului cheie mai greu.

Luminații din electronică, vorbind despre PWM, dau următoarea analogie cu mecanica. Dacă utilizați un motor pentru a roti un volant greu, deoarece motorul poate fi fie pornit, fie oprit, volantul fie se va învârti și va continua să se rotească, fie se va opri din cauza frecării atunci când motorul este oprit.

Dar dacă motorul este pornit câteva secunde pe minut, atunci rotația volantului se va menține, din cauza inerției, la o anumită viteză. Și cu cât motorul este pornit mai mult, cu atât viteza volantului se va învârti mai mare. La fel și cu PWM, semnalul de pornire și oprire (0 și 1) vine la ieșire și, ca rezultat, se atinge valoarea medie. Prin integrarea tensiunii pulsului în timp, obținem zona de sub impulsuri, iar efectul asupra corpului de lucru va fi identic cu lucrul la o valoare medie a tensiunii.

Așa funcționează convertoarele, unde comutarea are loc de mii de ori pe secundă, iar frecvențele ajung la câțiva megaherți. Controlerele speciale PWM sunt utilizate pe scară largă pentru a controla balasturile lămpilor de economisire a energiei, sursele de alimentare etc.

Raportul dintre durata totală a perioadei pulsului și timpul de pornire (partea pozitivă a pulsului) se numește ciclu de lucru al pulsului. Deci, dacă timpul de pornire este de 10 μs, iar perioada durează 100 μs, atunci la o frecvență de 10 kHz, ciclul de lucru va fi egal cu 10 și ei scriu că S = 10. Ciclul de lucru invers se numește ciclul de funcționare al impulsului, în engleză Duty cycle, sau abreviat ca DC.

Deci, pentru exemplul dat, DC = 0,1, deoarece 10/100 = 0,1. Cu modularea lățimii impulsului, prin ajustarea ciclului de lucru al impulsului, adică prin variarea DC, valoarea medie necesară este atinsă la ieșirea unui dispozitiv electronic sau a altui dispozitiv electric, cum ar fi un motor.