Entiendo que pwm simplemente emite un voltaje en estado BAJO o ALTO. Pero leí que por razones prácticas, uno simplemente puede tomar el voltaje promedio. Si yo midiera el voltaje en la práctica, ¿eso aplicaría?
Entiendo que pwm simplemente emite un voltaje en estado BAJO o ALTO. Pero leí que por razones prácticas, uno simplemente puede tomar el voltaje promedio. Si yo midiera el voltaje en la práctica, ¿eso aplicaría?
No, no en general:
Si mide lo suficientemente rápido, verá los máximos y mínimos.
Ahora, si agrega un filtro de paso bajo después de la unidad PWM, efectivamente filtrará los cambios y "suavizará" el PWM a un valor promedio.
Entonces, cuando "leo en alguna parte que uno puede simplemente ...", siempre vale la pena preguntar qué simplificaciones se hicieron.
No es lo mismo.
Imagina que tienes un calentador resistivo de 1 ohm, diseñado para funcionar con 3 voltios. Envía 3 voltios, E = IR 3V = 3A * 1ohm, EI = W 3V * 3A = 9 vatios, y tiene una potencia nominal de 9 vatios. Feliz dappy En su lugar, lo envías 6 voltios a 50% PWM. La mitad del tiempo, E = IR 6V = 6A * 1ohm, EI = W 6V * 6A = 36W. Un promedio de 18W, que supera la clasificación de 9W del calentador.
Ditto ídem: LED bueno para 3A @ 3V (suponiendo que el LED mágico). Excepto los LED no son lineales con una curva V-I mucho más nítida. Como sucede, 6V da 20A. EI = W, 6V * 20A = 120W, la mitad del tiempo , o un promedio de 60W. Whoops!
Bien, entonces coloque un condensador allí para suavizar el traqueteo y promedie nominalmente 3V. Excepto durante el tiempo de "encendido", el condensador acumula mucha corriente y mantiene la carga a cerca de 6 V el resto del tiempo, derrotando efectivamente el PWM. Tienes que poner algunas cosas más allí - resistencia limitadora, choke, algo - para "sintonizarlo" para que el suavizado mantenga las cosas cerca de la especificación 3V @ 3A. Eso supone que la carga tiene una característica fija como el calentador.
Si la carga es dinámica, necesitará más circuitos activos, y la mejor manera es sintonizar dinámicamente el PWM a otro que 50%, y ahora estamos hablando de una constante de conmutación. Suministro de tensión o corriente constante. Si el objetivo es dividir el voltaje de entrada exactamente en un 50%, sin duda podría usar el voltaje de entrada como una señal piloto para el voltaje de salida correcto.
PWM funciona variando el ciclo de trabajo (llamémoslo D) de una onda cuadrada (con 0 como mínimo y un valor máximo como alto), como usted sabe. Se puede demostrar con bastante facilidad que el valor promedio de esa onda cuadrada es proporcional a D.
... por razones prácticas, uno puede simplemente tomar el voltaje promedio.
También son razones teóricas, porque el valor promedio es a lo que el sistema que se controla es sensible. Ese es el punto central de PWM: controlar un sistema analógico usando una señal digital sin un esquema complejo de DAC. Un sistema digital como un microcontrolador puede generar fácilmente señales PWM con un ciclo de trabajo ajustable, por lo que es una forma fácil de controlar un sistema.
Para ser más específico: cuando diseña un sistema de control PWM correctamente, establece la frecuencia PWM tan alta que el sistema que se está controlando no puede seguir la rápida variación de la señal PWM, por lo que actúa, por su propia inercia, como una filtro de paso bajo. Por lo tanto, el sistema que se está controlando reacciona solo al valor promedio del PWM, que varía mucho más lentamente que el valor instantáneo de la propia señal PWM (ese es un requisito de PWM: las variaciones del ciclo de trabajo deben ser lentas en comparación con el período de la señal PWM).
En otras palabras, la inercia intrínseca del sistema se comporta como un filtro de paso bajo que, a su vez, extrae solo el componente de CC del PWM, es decir, su valor promedio.
Si midiera el voltaje en la práctica, ¿se aplicaría eso?
Depende de cómo se mida el voltaje. Si usa un osciloscopio, verá la forma de onda PWM exacta (pero un alcance digital bastante moderno y barato puede calcular su valor promedio y mostrarlo en la pantalla). Si usa un voltímetro simple, depende de la frecuencia PWM y su método de medición.
Línea inferior: para un esquema de control PWM correctamente diseñado, lo que realmente importa es el valor promedio de la señal PWM, tanto desde un POV práctico como desde un POV teórico.