Modulación Por Ancho de Pulsos PWM

INTEGRANTES:
LVA R E Z PA L
JORGE MOROHO
LEONARDO MOROCHO
DANILO PILLACELA
J O N AT H A N S I B R I
Es una tcnica en la que se modifica el ciclo de trabajo de una seal
peridica (una senoidal o una cuadrada), ya sea para transmitir
informacin a travs de un canal de comunicaciones o para controlar la
cantidad de energa que se enva a una carga.
Es una tcnica de control para inversores, que permite obtener a la salida del
inversor una seal con notables caractersticas, de elevadas prestaciones, con
reducido contenido armnico y segn sea la aplicacin, permite una salida de
parmetros fijos o variables de tensin y frecuencia.
Forma de onda
PWM modulacin de ancho de pulso, la frecuencia varia, teniendo una onda
con una parte en alto t yT bajo o negativo en la parte (t T ). T
PWM bipolar: el pulso vara de un pulso positivo a uno negativo.

PWM unipolar: el pulso cambia de estado alto 1 (positivo o negativo) a bajo 0.
Forma de onda
Ecuaciones y calculo
Ciclo de trabajo (D) El ciclo til o rgimen de trabajo, es la relacin que
existe entre el tiempo en que la seal se encuentra en estado activo y el
periodo de la misma. Su valor se encuentra comprendido entre 0 y 1, y
viene dado por la siguiente expresin:
Tiempo en que dura el

pulso en alto
t1 t1
D D (100%)
T T
El ciclo de trabajo
disminuye segn el
pulso alto se
encuentra activo a
menor tiempo
comparado con su
periodo.
Valor eficaz (Vrms) Se llama valor eficaz de una corriente cuadrada, al
valor que tendra en corriente continua produciendo la misma potencia
que dicha corriente cuadrada. Es decir, se conoce como el valor mximo
de una corriente cuadrada.
Valor Vrms
to T
1
Vrms
T
to
f 2 (t )dt
t1
1 2
Vrms
T 0
k dt
t1
Vrms k
T
Vrms k D
Valor medio Se define el valor medio de una forma de onda o seal
como la media de todos los valores que definen dicha onda. La suma de
todos los valores de la onda es el rea encerrada bajo la curva entre dos
puntos dados y la calcularemos como.
to T
1
V
T
to
f (t )dt
Valor Medio
to T
1
V
T f (t )dt
to
t1
1
V kdt
T 0
t1
V k
T
V kD
Ejemplo: genere PWM con un ciclo de trabajo del 30% a una frecuencia de 60Hz.
Formulas para el integrado
555.
D(bajo)=R2/(R1+2R2)
D(bajo)=t2/T
t1=ln(2)(R1+R2)C2
t2=ln(2)R2C2
T=ln(2)(R1+2R2)C2
Desarrollo
Debido a que el mercado existe un limitado rango de valores de capacitores partiremos de
un valor en especifico que es C2=1uF.
Debido a que el ciclo de trabajo a la salida del transistor se comporta como un inversor el
siclo de trabajo corresponde a el estado bajo.
D(bajo)=t2/T D(bajo)=t2f 0,3=t260 t2=5ms

t2=ln(2)R2C2 5ms=ln(2)R2(10uF) R2=7,2K
D(bajo)=R2/(R1+2R2) 0,3=7,2K/(R1+2*7,2K) R1=9,6K
Ecuaciones y clculos
Ejemplo: Oscilador astable como PWM
PWM de tensin y frecuencia
Modulacin por ancho de pulso ( PWM )
Es una tcnica que logra producir el efecto de una seal analgica sobre
una carga, a partir de la variacin de la frecuencia y ciclo de trabajo de una
seal digital.
El ciclo de trabajo describe la cantidad de tiempo que la seal est en un
estado lgico alto, como un porcentaje del tiempo total que esta toma
para completar un ciclo completo.
La frecuencia determina que tan rpido se completa un ciclo (por ejemplo:
1000 Hz corresponde a 1000 ciclos en un segundo), y por consiguiente que
tan rpido se cambia entre los estados lgicos alto y bajo. Al cambiar una
seal del estado alto a bajo a una tasa lo suficientemente rpida y con un
cierto ciclo de trabajo, la salida parecer comportarse como una seal
analgica constante cuanto esta est siendo aplicada a algn dispositivo.
Ejemplo
Para crear una seal de 3V dada una fuente digital que puede ser alta
(5V) o baja (0V), usted podra utilizar un PWM con un ciclo de trabajo
del 60%. El cual generara una seal de 5V el 60% del tiempo. Si la seal
es conmutada lo suficientemente rpido, el voltaje visto en las
terminales del dispositivo parecer ser el valor promedio de la seal.
Si el estado lgico bajo es 0V (que es el caso ms comn) entonces el

voltaje promedio puede ser calculado multiplicando el voltaje que
represente el estado lgico alto por el ciclo de trabajo.
Formulacin.
Voltaje mximo*ciclo de trabajo= voltaje promedio
Ejemplo:
5*0.8=4v
Si seleccionamos un ciclo de trabajo del 80% sera equivalente a 4V.
5*0.2=1v
Si seleccionamos un ciclo de trabajo del 80% sera equivalente a 4V.
Aplicaciones en el vehculo
Las seales de PWM son utilizadas comnmente en el control de
aplicaciones. Su uso principal es el control de motores de corriente
continua, aunque tambin pueden ser utilizadas para controlar vlvulas,
bombas, sistemas hidrulicos, y algunos otros dispositivos mecnicos.
La frecuencia a la cual la seal de PWM se generar, depender de la
aplicacin y del tiempo de respuesta del sistema que est siendo
controlado.
A continuacin, se muestran algunas aplicaciones y sus respectivas

frecuencias:
Calentar elementos o sistemas con tiempos de respuesta lentos: 10-
100 Hz o superior.
Motores elctricos de corriente continua: 5-10 kHz o superior.
Fuentes de poder o amplificadores de audio: 20-200 kHz o superior
Servomotores de mariposa de gases.
Servomotores de trampillas de mezcla de aire del climatizador.
Control de ciertos circuitos del alumbrado del vehculo
Control de motores de corriente continua.
Control de cargas resistivas (calefaccin de asientos)
Control de ciertos circuitos del alumbrado del vehculo.
Se utiliza para controlar la intensidad luminosa de los faros antiniebla, plafones
de alumbrado interior, as como, controlar las intensidades luminosas de los
pilotos traseros, por ejemplo, la intensidad de la luz de freno en funcin de la
fuerza de la frenada.
En la figura 1 y 2 se puede apreciar de que se trata de un pulso con diferente
tipo de voltaje, es una seal cuadrada y como en las seales PWM la frecuencia
es constante, este pulso vara con el tiempo que est a nivel alto y tambin
cuando est a nivel bajo de tal manera que puede llegar a ser una tensin
continua de este caso de 12.7V tensin de batera o 0V si todo el tiempo est a
nivel bajo.
Cuando ms tiempo est en el nivel ms alto como se puede apreciar en la
figura 1 donde el voltaje es de 12.1V, mayor tensin eficaz est entregando este
pulso a la bombilla para que trabajen su mxima operatividad. Mientras que en
la figura 2 se puede apreciar que con un voltaje de 1.28V y con la misma
frecuencia no tiene una seal cuadrada bien definida y por lo tanto la bombilla
no trabajara en su mximo nivel de operatividad
Control de servomotores de correccin de
altura de faros.
Cuando lo encendemos notamos que hace
una especie de subida y bajada de
intensidad de luz y es porque se hace
funcionar durante un segundo con una
corriente de mayor intensidad. El objetivo es
que la lmpara alcance su claridad mxima
tras un retardo mnimo de 3 segundos. Por
eso no se utilizan lmparas de descarga de
gas para las largas.
Vlvulas de mariposa motorizadas para
la regulacin de caudal de aire o gas. El
sistema de obturacin es mediante un
disco mariposa metlico, no estanco.
Los finales de carrera ajustables son
electromecnicos y controlados por un
limitador de par motor. La tapa del
servomotor dispone de un selector de
sentido de giro del motor.
Simulaciones
Simulaciones
Simulaciones
Simulaciones
Simulaciones
Conclusiones
El PWM tiene en cuenta la modificacin del proceso de trabajo de una

seal de tipo peridico. Puede tener varios objetivos, como tener el
control de la energa que se proporciona a una carga o llevar a cabo la
transmisin de datos.
La frecuencia a la cual la seal de PWM se generar, depender de la
aplicacin y del tiempo de respuesta del sistema que est siendo
controlado.

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PWM bipolar: el pulso vara de un pulso positivo a uno negativo.

Tiempo en que dura el

D(bajo)=t2/T D(bajo)=t2f 0,3=t260 t2=5ms

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