PWM

...corrente na carga e,portanto, a potência aplicada a ela. Este tipo de controle ainda é encontrado nas lâmpadas depainéis de alguns carros mais antigos.A grande desvantagem deste tipo de controle, denominado ?linear?, é que a queda de tensão noreostato multiplicada pela corrente que ele controla representa uma grande quantidade de calorgerada.O controle passa a dissipar (e pedir) mais potência que a aplicada na própria carga emdeterminadas posições do ajuste. Além desta perda ser inadmissível, ela faz com que o componenteusado no controle seja capaz de dissipar elevadas potências, ou seja, torna-se caro e grande(normalmente reostatos ou potenciômetros de fio, mesmo para potências relativamente baixas).O uso de transistores ou circuitos integrados em um controle mais elaborado, que ainda varielinearmente a potência aplicada pelo controle direto da corrente, pode ser feito conforme ilustra afigura 2.Embora o potenciômetro usado no controle dissipe pequena potência, pois a corrente nele é menor,este tipo de controle ainda tem um problema: a potência dissipada pelo dispositivo que controla acorrente principal é elevada.Esta potência depende da corrente e da queda de tensão no dispositivo e, da mesma forma, emcertas posições do ajuste, pode ser maior que a própria potência aplicada ao dispositivo.Na eletrônica moderna, o rendimento com pequenas perdas e a ausência de grandes dissipadoresque ocupem espaço é fundamental, principalmente quando circuitos de alta potência estão sendocontrolados.Desta forma, este tipo de controle de potência linear não é conveniente, sendo requisitadas outrasconfigurações de maior rendimento como as que fazem uso das tecnologias PWM.Eletrônica Industrial Apostila sobre Modulação PWM página 2 de 6Na matéria ?Fontes Chaveadas? é explicado como funcionam as fontes chaveadas, que justamenteusam a tecnologia PWM, mas os motores de corrente contínua ou alternada e outras cargas comosolenóides, aquecedores e lâmpadas incandescentes também podem usá-la. Como tal tecnologiafunciona é o que passamos a ver agora.PWMPWM é a abreviação de Pulse Width Modulation ou Modulação de Largura de Pulso.Para que se entenda como funciona esta tecnologia no controle de potência, partimos de umcircuito imaginário formado por um interruptor de ação muito rápida e uma carga que deve sercontrolada, de acordo com a figura 3.Quando o interruptor está aberto não há corrente na carga e a potência aplicada é nula.No instante em que o interruptor é fechado, a carga recebe a tensão total da fonte e a potênciaaplicada é máxima.Como fazer para obter uma potência intermediária, digamos 50%, aplicada à carga?Uma idéia é fazermos com que achave seja aberta e fechada rapidamente de modo a ficar 50% dotempo aberta e 50% fechada. Isso significa que, em média, teremos metade do tempo com corrente emetade do tempo sem corrente, veja a figura 4.A potência média e, portanto, a própria tensão média aplicada à carga é neste caso 50% da tensãode entrada.Veja que o interruptor fechado pode definir uma largura de pulso pelo tempo em que ele fica nestacondição, e um intervalo entre pulsos pelo tempo em que ele fica aberto. Os dois tempos juntosdefinem o período e, portanto, uma frequência de controle.A relação entre o tempo em que temos o pulso e a duração de um ciclo completo de operação dointerruptor nos define ainda o ciclo ativo, conforme é mostrado na figura 5.Eletrônica Industrial Apostila sobre Modulação PWM página 3 de 6Variando-se a largura do pulso e também o intervalo de modo a termos ciclos ativos diferentes,podemos controlar a potência média aplicada a uma carga. Assim, quando a largura do pulso varia dezero até o máximo, a potência também varia na mesma proporção, conforme está indicado na figura 6.Este princípio é usado justamente no controle PWM: modulamos (variamos) a largura do pulso demodo a controlar o ciclo ativo do sinal aplicado a uma carga e, com isso, a potência aplicada a ela.NA PRÁTICANa prática, substituimos o interruptor por algum dispositivo de estado sólido que possa abrir efechar o circuito rapidamente como, por exemplo, um transistor bipolar, um FET de potência, umIGBT ou até mesmo um SCR.A este dispositivo é então ligado um oscilador que possa ter seu cicloativo controlado numa grande faixa de valores. Na prática, é difícil chegar à duração zero do pulso e à100%, já que isso implicaria na parada do oscilador, mas podemos chegar bem perto disso.Na figura 7 temos um exemplo de circuito que pode ser usado num controle PWM simples paraum motor DC de pequena potência (com corrente de até alguns ampères).O oscilador, montado com um circuito integrado 4093 tem sua saída no nível alto determinadapelo ajuste do potenciômetro, enquanto que sua saída no nível baixo é determinada pelo resistor R1(fixo). Assim, fazendo R1 suficientemente pequeno em relação ao valor do potenciômetro, o circuitopoderá gerar sinais numa ampla faixa de ciclos ativos.Estes sinais são então aplicados ao transistor de potência que comanda a...

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