¿Cuál es el motivo de la portadora triangular PWM?

En un PWM en diente de sierra, el centro de cada pulso y, por lo tanto, la fase de la forma de onda reconstruida varía con la amplitud de la señal o el ciclo de trabajo de PWM.

La modulación de doble cara, utilizando una forma de onda triangular, evita este problema, manteniendo el centro de cada pulso de PWM en una fase constante en relación con el intervalo de muestreo de PWM.

Y sí, la distorsión de fase aparece como un contenido armónico no deseado cuando PWM modula una onda sinusoidal con PWM triangular.

La forma de onda que utiliza debe tener una pendiente lineal porque la idea es convertir la tensión en un ciclo de trabajo de manera lineal. Si utiliza una onda sinusoidal, la conversión será no lineal e introducirá distorsión. La idea es que la pendiente de la forma de onda se utilizará para convertir el voltaje en tiempo. Si utiliza una forma de onda simétrica (onda triangular) para hacer esta conversión, la forma de onda resultante será una señal PWM alineada en el centro. Una señal PWM alineada en el centro tiene menos armónicos que una señal PWM alineada en el borde.

Para entender por qué un PWM portador de diente de sierra agrega distorsión armónica, considere el efecto de modular una onda triangular de baja frecuencia con una. Suponga que los bordes descendentes de la onda PWM ocurren a una frecuencia fija (los mismos principios se aplicarían si los bordes ascendentes lo hicieran). Si los bordes descendentes ocurren a una frecuencia fija, entonces mientras el ciclo de trabajo aumenta (como ocurrirá durante una parte de la forma de onda del triángulo de baja frecuencia), los bordes ascendentes ocurrirán a una velocidad ligeramente más rápida que la frecuencia PWM. Mientras el ciclo de trabajo está disminuyendo, los flancos ascendentes ocurrirán a una velocidad ligeramente más lenta que la frecuencia PWM. El efecto de esto será comprimir el tiempo durante la rampa ascendente de la onda en diente de sierra y estirarlo durante la rampa descendente.

Como todas las ondas que están libres de armónicos deben ser reflejos de sí mismas, una forma de onda en la que todas las rampas ascendentes tienen una pendiente que no es compartida por ninguna rampa descendente debe contener armónicos uniformes. Dado que una onda triangular no tiene tales armónicos, eso implicaría que el PWM debe haber creado algunos.

Otra buena razón para usar PWM triangulares en algunas aplicaciones (no todas) es el efecto de muestreo durante el control. Por ejemplo, en el control de accionamientos del motor, la tensión de salida, generada a través de PWM, induce ondas pseudo-triangulares en la corriente medida, y normalmente estas corrientes se miden y muestrean para controlar con precisión las variables del motor (velocidad, par, flujo). Si utiliza una forma de onda de diente de sierra, y el instante de muestreo se produce en los extremos de la portadora de diente de sierra o en el cruce de referencia, muestreará uno de los valores máximos de la corriente, incluido el timbre de conmutación. Pero si utiliza portadoras triangulares para PWM, y el instante de muestreo son los valores máximo, mínimo o ambos de la portadora, siempre muestreará la corriente promedio durante el período de la portadora (o medio período).

En algunas otras aplicaciones, como convertidores Buck (convertidores DC-DC, consulte Aquí ), un operador de PWM en diente de sierra es se utiliza para medir la corriente máxima en lugar del promedio durante el período de muestreo.