¿Qué es un Controlador PWM?
Un controlador PWM es un dispositivo que permite modular la anchura de los pulsos de corriente o tensión, manteniendo constante el período de la frecuencia.
Con un controlador PWM, ya no es necesario diseñar un nuevo circuito PWM, ya que PWM significa “modulación de anchura de pulso”.
Modulando la anchura de los impulsos mediante un controlador PWM, se modifica la relación de trabajo para controlar el tiempo de conexión y desconexión de los impulsos. La relación de trabajo se calcula como anchura de pulso / periodo. Para la conmutación PWM se utilizan dispositivos semiconductores.
Usos de los Controladores PWM
Los controladores PWM se utilizan para controlar la velocidad de los motores. Los motores utilizados varían entre motores de CA, motores de CC y motores síncronos. Los motores de CA, que se han utilizado recientemente en la fabricación y otras industrias, utilizan la retroalimentación de un detector de velocidad, como un generador de impulsos conectado al motor.
El circuito de detección calcula la señal de realimentación para determinar finalmente la tensión necesaria que debe recibir el motor. Se utiliza un controlador PWM para realizar la tensión resultante del cálculo. Este controlador suele estar integrado en la placa.
Principio de los Controladores PWM
Los controladores PWM calculan los impulsos a emitir multiplicando la onda sinusoidal fuente a controlar por una onda diente de sierra (onda triangular) llamada portadora, mediante un comparador compuesto por un amplificador operacional. Para crear un impulso, se conecta la onda sinusoidal > onda diente de sierra y se desconecta la onda sinusoidal < onda diente de sierra. La multiplicación puede emitirse como un impulso.
Al crear pulsos de esta forma, los pulsos se vuelven “densos” en zonas con valores altos de altura de onda sinusoidal y “dispersos” en zonas con valores bajos de altura de onda. Hay que tener en cuenta que se necesita un mecanismo de conmutación para activar y desactivar los pulsos. Para la conmutación se utilizan semiconductores como transistores y tiristores.
Estos semiconductores sólo activan el ánodo (emisor) y el cátodo (colector) cuando hay una señal en la puerta (base). Al enviar una señal de comparación a la puerta, los propios semiconductores se encienden y apagan y, en consecuencia, el impulso también puede encenderse y apagarse.
Estructura de los Controladores PWM
Un controlador PWM consta de tres componentes principales: un registro de datos, un contador y un comparador. Además, los registros de datos incluyen un registro de periodo y un registro de servicio, que determinan el periodo y el servicio respectivamente.
La salida de cada comparador está conectada a los pines set y reset del circuito flip-flop. El registro de periodo fija la anchura del ciclo de la señal PWM y el registro de deber fija la anchura del pulso.
Cuando el contador se pone en marcha, el comparador del registro de periodo pone la salida del flip-flop a 1 y el comparador del registro de deber pone la salida del flip-flop a 0. Esto se puede repetir para dar salida a un PWM de una duración determinada. Esto se puede repetir para dar salida a una señal PWM.
Más Información sobre Controladores PWM
Puntos a Tener en Cuenta al Utilizar un Controlador PWM
El control por PWM tiene la ventaja de que la carga sobre el transistor y la corriente se aligera porque la corriente fluye hacia el motor cuando el impulso de alimentación está en ON y no fluye cuando está en OFF. Por otro lado, la desventaja es que la inductancia de la bobina del motor provoca un efecto de autoinducción cuando el control PWM está en OFF.
Esto induce una gran FEM de retorno, que puede causar la destrucción del transistor de control, ruido en el entorno y daños electromagnéticos importantes. Para solucionar este inconveniente se utilizan diodos de volante.
Introduciendo un diodo volante en un circuito de control PWM, la potencia inversa inducida cuando el motor está apagado puede regenerarse al motor a través del diodo.