Teoria del pwm

CIE’2007

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CALIBRACIÓN DEL CICLO DE TRABAJO DE UN INSTRUMENTO MODULADO POR ANCHURA DE PULSOS (PWM).
Octavio Chiman Amador, J. Ulises Flores Fregoso, Sergio A. Oceguera Álvarez, G. García-Torales, Emilio Francisco González Rodríguez, Juan Gilberto Mateos Suárez. .

Universidad de Guadalajara, Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías División de Electrónica y Computación,Departamento de Electrónica
Blvd. Marcelino García Barragán No. 1421 y Calzada Olímpica Teléfono/FAX; (++52) 3619-8471, Guadalajara Jal. México C.P. 44420 EMAIL: jmateos@proton.ucting.udg.mx Resumen— El modulador por ancho de pulsos, “pulse width modulator (PWM)”, permite obtener información de las armónicas que están presentes sobre una señal eléctrica. La modulación PWM se aplica implantandocircuitos electrónicos que analizan el comportamiento de señales en sistemas de comunicaciones y procesos de automatización. Las técnicas de modulación digital con circuitos de control que incluyen el lazo de retroalimentación, se enfocan en obtener el comportamiento a partir de modelos matemáticos, de ahí surgen modelos de sistemas y señales moduladas. Entre las múltiples aplicaciones que utilizan lamodulación PWM están los convertidores conmutados, además, resulta útil para realizar control de potencia, control de la amplitud de señales, para hacer una conversión DC-DC y para efectuar conversiones de señal digital a analógica y de analógica a digital. En éste trabajo se usa para realizar la calibración del ciclo de trabajo de un instrumento modulado por ancho de pulsos (PWM), que controla lavelocidad de un motor en baja potencia. La técnica PWM contiene naturaleza inherentemente no lineal, se aplica con la finalidad de obtener la calibración y control de un motor de tensión de directa, con ayuda de circuitos digitales se aplican señales moduladas PWM a través del micro controlador ATmega16L®, se controla un inversor con fuente de tensión (VSI) y con transistores MOSFETs, se empleaun esquema de modulación que reduce el número de conmutaciones, se propone un modulador PWM elaborado en lenguaje ensamblador que realiza las modulaciones clásicas y un modo especial de inyección de armónicos PWM. Mediante la tabla de calibración se ajusta el ciclo de trabajo (Ciclo Duty) de la señal PWM a diferentes porcentajes de trabajo. Palabras Claves— Modulación, PWM, ciclo de trabajo, AVR.INTRODUCCIÓN Las técnicas digitales de modulación son: modulación PAM (Pulse Amplitude Modulation), modulación PWM (Pulse Width Modulation), modulación PPM (Pulse Position Modulation), modulación PCM (Pulse Code Modulation), modulación TDM (Time Division Modulation) y modulación Delta. El método más frecuente para realizar el control con semiconductores de un circuito inversor de potencia es laconmutación basada en la modulación por ancho de pulsos [1, 2]. Esta técnica se basa en la comparación entre dos señales: Una señal de referencia, ó señal moduladora; y una segunda señal repetitiva ó señal portadora, en este caso triangular (véase la Fig.1). De la comparación, se obtiene una señal cuadrada de ancho de pulsos variable, (Fig. 1) su anchura está en función de las dos señales que secomparan. La señal cuadrada representa un nivel alto si la señal moduladora es mayor que la onda triangular ó señal portadora y nivel bajo, en caso contrario. Como la señal cuadrada PWM, contiene una gran cantidad de frecuencias armónicas, es necesario usar un filtro adecuado, para eliminar las armónicas y obtener una señal con una única frecuencia (alta tensión, alta corriente) como típica señalde salida con circuito inversor de potencia para polarizar la carga del motor. [3] El filtro y la señal PWM se implementan aprovechando la arquitectura interna del AVR ATmega16®. Se calibra el ciclo de trabajo del motor a través del circuito electrónico modulado por anchura de pulsos (PWM), éste se ajusta con la ayuda de una tabla de calibración, en la tabla se establece un estándar desde 4 hasta...