کاربرد مدولاسیون عرض پالس PWM

 مدولاسیون عرض پالس (PWM) یک راه بسیار موثر برای فراهم کردن مقدار مطلوبی توان بین ماکزیمم و مینیمم آن است. یک سوئیچ قدرت ساده در زمانی که روشن است تمامی ولتاژ منبع را عبور می دهد.  PWM به وسیله ی سوئیچ های  قدرت الکترونیکی  جدید انجام می شود.
در گذشته برای کنترل موتورها یک مقاومت با آن سری می کردند و به وسیله وسایل کنترلی مانند پدال ها مقدار مقاومت را کم یا زیاد می کردند و بدین وسیله جریان موتور را کم یا زیاد می کردند. استفاده از این روش باعث ایجاد تلفات زیاد در مقاومت و تولید گرما و کاهش راندمان می شد ولی چون معمولا در توان های پایین این روش مورد استفاده قرار می گرفت قابل قبول بود. روش های دیگری برای کنترل توان وجود داشت که هنوز نیز برخی از آنها مورد استفاده قرار می گیرد ، مانند استفاده از autotransformer برای چراغ ها و یا Variac تنظیم قدرت برق AC .این روش ها کارآمد بودند اما هزینه های زیادی در بر داشتند.

برای حدود یک قرن پیش ، برخی از روش های تغییر سرعت موتورهای الکتریکی بهره وری مناسبی داشته اند ، اما آنها تا حدودی پیچیده تر از موتور های سرعت ثابت بودند و گاهی برای راه اندازی آنها نیاز به دستگاه های الکتریکی خارجی ، از قبیل بانکی ز مقاومت های متغییر مورد نیاز بود.

با این حال ،در بعضی از وسایل ، مانند دیمر چراغ ، کوره برقی و موتورهای سرو نیاز به اعمال قدرت به وسیله کنترل پهنای باند می باشد. اساسا ، در یک متغیر PWM - سوئیچهای قدرت به سرعت خاموش و روشن شده و در نتیجه ولتاژ خروجی را بین ماکزیمم ومینیمم آن تغییر می دهند- به عنوان مثال در دیمر لامپ ها با فرکانس 120 (یا 100) هرتز ، چند بار در دقیقه در کوره های برقی ، و دهها و یا صدها kHz در منبع تغذیه رایانه (که دارای رگولاتور خروجی می باشد) خاموش و روشن می شوند. در هر صورت ، سرعت خاموش و روشن شدن سوییچ ها خیلی زیاد می باشد و بار آن را به صورت یک منبع مستمر ولی با ولتاژ کمتر می بیند . در عمل ، اعمال قدرت کامل به صورت مقطع در بار ها مشکلی ایجاد نمی کند ؛ PWM یک روش کاملا عملی می باشد.

منظور از Duty Cycle مدت زمان روشن و خاموش بودن پالس می باشد. یک Duty cycle کوچک باعث ایجاد ولتاژ خروجی کم می شود زیرا پالس در بیشتر زمان ها خاموش می باشد. Duty Cycle  ها به صورت درصدی بیان می شوند. برای کنرل Duty cycle می توان از کنترلرهای دیجیتا استفاده کرد زیرا کنترل خاموش و یا روشن بودن در آنها بسیار آسان می باشد.

PWM  یک سیگنال یا یک منبع تغذیه مدولاسیون Duty cycle آن می باشد که ولتاژی را که به بار می رسد را کنترل می کند.

مثال: در شکل مقابل رنگ آبی ولتاژ منبع مدوله شده می باشد که شکل موج شبه سینوسی قرمز رنگ را نتیجه می دهد. تیزی لبه های شکل موج را می توان با عرض پهنای پالس کنترل کرد .