PWM (Darbe Genişlik Modülasyonu)

Bu yazımızda PWM tekniğini açıklayarak, PWM nerelerde kullanılır belirteceğiz. PWM, üretilecek olan darbelerin genişliklerini kontrol ederek, çıkışta üretilmek istenen analog elektriksel değerin veya sinyalin elde edilmesi tekniğidir. Sayısal sinyal olan Pals Türkçe olarak darbelerin genişliğini ayarlamak suretiyle yapılan modülasyon türüdür. Yani kaynaktan alınan gerilimi özel devreler sayesinde belirli sürelerdeki darbeler haline getirme işlemine darbe genişlik modülasyonu denir.

PWM ifadesi İngilizce Pulse Width Modulation ifadesinin baş harflerinden gelmektedir. Türkçe olarak Darbe Genişlik Modülasyonu denir. Darbe genişlik modülasyonu gerilimin sürekli ya da kesik olduğu sürelerin ayarlanmasıyla yapılır. PWM modülasyonda belirli frekansta üretilen sinyallerin “1” değerinde kalma süresi ile etkin değerleri de değişmektedir. “1” değerinde kalma süresi arttıkça gerilimin etkin değeride artmaktadır buna görev süresi (dutycycle) denir. Görev süresi gerilimin iş yapma miktarının artmasından gelmektedir ve toplam periyot süresi ile “1” konumunda kalma süresi oranına denmektedir.

Önerilen Yazı: RMS Değer Nedir?

Yukarıdaki şekil de darbe örnekleri görülmektedir. Burada görüldüğü gibi darbelerin tepe değerleri (genlikleri) değişmemektedir. Değişen sadece darbelerin genişlikleri olan sürelerdir. Çıkışa yansıyan ise bu darbelerin ortalama değeri olan Vaverage değeridir. Buradaki süreleri belirleyen anahtarlama işlemidir. Kurulan özel devrelerde kullanılan elemanlara bağlı olarak bir anahtarlama frekansı belirlenir. Yine devredeki elemanlarla darbe genişliği ayarlanır ve belirlenen frekansta belirlenen genişlikte çalışma sağlanır.

Darbe genişliğinin, yani darbenin sürekli olduğu sürenin, periyoda olan oranı Duty Cycle (Görev Döngüsü) adı verilen oranı verir. Bu oran ile giriş gerilimi ile çıkış gerilimi arasında ayar yapılabilir. Duty Cycle ile çıkışa aktarılan güç doğru orantılıdır. Yani Duty Cycle ne kadar düşükse çıkışa aktarılan güç o kadar düşüktür.

PWM Nerelerde Kullanılır?

PWM elektrik ve elektronikte birçok alanda, farklı amaçlar için kullanılmaktadır. Telekomünikasyon, güç, voltaj düzenleyiciler, ses üreticileri veya yükselteçler gibi çeşitli uygulama alanları ve farklı uygulamaları bulunmaktadır. PWM’in en çok kullanıldığı yerlerden birisi de güç kaynaklarıdır. SMPS (Switched mode power supply) güç kaynakları, düzenlenecek olan çıkış voltajını bu teknikten yararlanarak elde etmektedirler. Bu sayede, yüksek akım ve düşük voltajlı güç edinmeleri için, transformatörlerden çok daha etkin ve çok daha küçüklerdir. Bilgisayarınızın kasasındaki güç kaynağını düşündüğünüzde, 350 Wattlık çıkış gücüne sahip olan bir güç kaynağının nasıl bu kadar küçük ve etkin tasarlandığının cevabı SMPS olmasıdır.

Önerilen Yazı: Servo Motor Nedir? Nasıl Çalışır? Özellikleri Nelerdir?

PWM tekniği, motor sürücülerde, voltaj düzenleyicilerde, telekomünikasyon kodlama ve çözme teknikleri gibi birçok alanda kullanılmaktadır. PWM analog devrelerin sayısal çıkışlarla kontrol edilmelerinde kullanılan en güçlü tekniktir. Piyasada bulunan birçok farklı mikrodenetleyici PWM modülü içermektedir. Bu PWM modülü, frekans ve sinyal oranı programlanarak çalıştırılabilir.

Elbette üretilen sinyalin frekansı da göz ardı edilmemelidir. Çok düşük bir frekans ile üretilen darbe sinyalleri ve bunlarla kontrol edilen bir anahtar ile kontrol edilen bir lambada, lambanın yanma ve sönme zamanları hissedilebilcektir. Bu durum size ışığın şiddetinin değişikliğinden öte, titretme şeklinde görülecektir. Bunu engellemek için anahtarlama frekansı yükseltilmelidir. Genellikle uygulamalarda, 1Khz-200 Khz arasındaki frekanslarda çalışılır.

Teknoloji Projeleri Youtube Kanalımızdaki Son Videomuza Göz Atmış Mıydınız?