Die Pulsbreitenmodulation (PWM) ist eine Technik, die zur Steuerung der an elektronische Geräte abgegebenen Leistung durch Variation des Arbeitszyklus eines digitalen Signals verwendet wird. Sie wird in Motorsteuerungs-, Beleuchtungs- und Kommunikationssystemen weit verbreitet eingesetzt. Um effiziente elektronische Systeme zu entwickeln, ist es wichtig zu verstehen, wie PWM-Signale erzeugt, berechnet und angewendet werden.

Theorie der PWM Signalerzeugung

PWM-Signale werden durch Umschalten eines digitalen Ausgangs zwischen hohen und niedrigen Zuständen mit einer festen Frequenz erzeugt. Der Schlüsselparameter ist der Duty-Cycle, der den Anteil der Zeit bestimmt, in der das Signal innerhalb eines jeden Zyklus hoch bleibt. Ein höheres Duty-Cycle bedeutet mehr Leistung, während ein niedrigeres Duty-Cycle die Leistung reduziert.

Berechnungen für PWM

Der Arbeitszyklus (D) wird wie folgt berechnet:

D = (T[on / Tinsgesamt × 100%

Ton ist die Zeit, in der das Signal hoch bleibt, und Ttotal ist die Gesamtperiode des Zyklus.

Anwendungen von PWM

PWM wird in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, darunter:

  • Motordrehzahlregelung: Anpassen des Duty-Cycles zur Steuerung der Motordrehzahl.
  • LED Dimming: Variieren der Helligkeit durch Ändern des Duty-Cycles.
  • Power Delivery: Effizient Steuerung der Leistung in Stromversorgungen.
  • Kommunikationssysteme: Daten durch Pulsmodulation codieren.