O que é PWM? Funcionamento e aplicações!

Você sabia que PWM é uma técnica extremamente utilizada na eletrônica, mas que poucos profissionais sabem como ela funciona? Pensando nisso, o Manual da Eletrônica criou este conteúdo que explica o que é PWM, como funciona o PWM e para que serve o PWM. Então, bora aprender eletrônica!

O que é PWM

PWM é a sigla em inglês para Pulse Width Modulation, que traduzida significa modulação por largura de pulso. Esta é uma técnica que surgiu com a necessidade de fazer o controle da tensão entregue aos sistemas eletrônicos, assim controlando a potência na carga.

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Essa é uma técnica antiga, porém além de muito eficiente é comumente usada na eletrônica em geral! Com ela é possível controlar uma determinada carga substituindo as técnicas on-off, modulação por frequência (FM), e principalmente aquelas que utilizavam resistências variáveis em série com as cargas.

Aplicações do PWM

A técnica de PWM é muito usada em diversos tipos de conversores como por exemplo, o Flyback e o inversor de frequência, ou seja, ela pode ser utilizada para controlar a velocidade de motores, luminosidade, temperatura, entre outros. Na prática podemos citar alguns exemplos de aplicações, tais como:

• Carregadores
• Servo-motores
• Sistemas fotovoltaicos
• Carros elétricos

Funcionamento do PWM

O funcionamento do PWM é relativamente simples! Basta imaginar uma chave que liga e desliga, sendo que na posição ligada a carga recebe a máxima tensão, porém quando a chave está aberta, a carga não recebe tensão.

É justamente neste processo de ligar e desligar a chave que o PWM funciona, pois ao controlar o tempo em que a chave permanece ligada e desligada é possível controlar a tensão média fornecida para a carga, e consequentemente a potência elétrica.

Por exemplo, se a chave ficar ligada em média 75% do tempo, significa que a tensão média aplicada na carga também é 75% do valor da fonte de alimentação. Este momento em que a chave fica acionada é chamado de pulso, portanto, quanto maior for a largura deste pulso maior será a tensão entregue a carga.

Veja, na imagem a seguir, que este pulso possui apenas dois valores, que são os níveis alto e baixo, assim eles formam uma onda quadrada que é essencial para o funcionamento do PWM.

Forma de onda de um sinal PWM.

Para controlar um sinal de PWM é fundamental ter o conhecimento de alguns parâmetros, como o ciclo de trabalho que também é conhecido como duty cycle, onde o ciclo de trabalho é a relação entre a largura de pulso sobre o período. Vale a pena destacar que o valor do duty cycle também é informado em porcentagem, assim como é apresentado na imagem a seguir:

Fórmula para calcular o duty-cycle de um sinal PWM.

Onde:

• Duty-Cycle: Valor em porcentagem (%)
• Largura do pulso: Tempo em que o sinal está em nível alto.
• Período: Tempo de um ciclo da onda.

Hardware do PWM

Para fazer o controle da carga usando o PWM é preciso ter um circuito eletrônico dividido em duas partes, sendo o circuito de controle e o circuito de potência.

Circuito de controle para PWM

Já sabemos que as chaves são fundamentais para realizar a técnica de PWM, porém este acionamento das chaves precisa ser controlado! O método mais comum para gerar o sinal de PWM é através de um microcontrolador, mas também é possível gerar este sinal apenas utilizando osciladores como por exemplo, o oscilador 555.

Circuito de potência para PWM

Em geral, o circuito de potência usa um transistor como chave, sendo que idealmente as perdas de potência no transistor são nulas. Como não existe componente ideal, é preciso escolher um transistor com as melhores características para este tipo de aplicação, como por exemplo os MOSFETs.

Geralmente eles são utilizados porque oferecem uma alta impedância de entrada, fazendo com que o consumo de energia seja muito baixo, ou seja, possuem menos perdas.

Se você se interessou por este assunto sobre PWM, abaixo estamos deixando um vídeo do canal Mundo da Elétrica que também explica de forma detalhada como funciona o PWM.

Encerramos este artigo e esperamos que tenha gostado deste assunto! Compartilhe este conteúdo para que mais pessoas possam aprender eletrônica. Se tiver alguma dúvida ou curiosidade sobre o assunto, deixe nos comentários que iremos responder.

Sobre o autor

Pedro Alves atua na área de eletricidade desde 2014 quando cursou Eletromecânica no SENAI. Se tornou eletricista especializado em comandos elétricos e instalações elétricas prediais no ano de 2015. Também é Técnico em Eletrônica pelo CEFET-MG. Trabalha como eletricista autônomo há mais de 4 anos e tem vasta experiência como editor de conteúdo para artigos técnicos na empresa Mundo da Elétrica.

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