Pulsweitenmodulation (PWM)

Implementierung von Algorithmen zur Regelung der elektrischen Leistung mittels PWM (Pulsweitenmodulation)

Pulsweitenmodulation (PWM) ist eine häufig eingesetzte digitale Technik zur Regelung der elektrischen Leistung unter Last unter Verwendung von Rechteckpulsen in einem bestimmten Arbeitszyklus.

Berücksichtigt man schon beim Entwurf des Reglers das dynamische Schaltverhalten des Leistungsteils, dann erhöht man Effizienz und Genauigkeit in Anwendungen wie der Regelung von bürstenlosen Motoren, von Solarwechselrichtern und Spannungsregelungen. Eine übliche Herausforderung bei solchen Anwendungen besteht darin, die Korrektheit der Regelung frühzeitig zu beurteilen, bevor aufwändigere Tests auf Hardware durchgeführt werden.

PWM Workflow

Ein effizienter Entwicklungsprozess von präzisen Algorithmen zur Steuerung der Pulsweitenmodulation erfordert typischerweise die folgenden Schritte:

  • Entwurf und Testen von Regel- und PWM-Modulations-Algorithmen in einer Simulationsumgebung
  • Generierung von ANSI-C-Code für Echtzeit-Tests und Implementierung
  • Integration von Regel-Algorithmen zur Pulsweitenmodulation in eine bestehende Codebasis

Erfahren Sie mehr darüber, wie Sie Ihre Anforderungen an die Regelgüte durch Simulation des dynamischen Schaltverhaltens in Simulink frühzeitig sicherstellen im Drehzahlregelung eines Gleichstrommotors mit PWM (7:27).

PWM-Unterstützung auf Arduino, Raspberry Pi und Beagle Bone

Kostengünstige Hardware wie Arduino, Raspberry Pi und Beagle Bone unterstützt die Pulsweitenmodulation. Mit diesen Boards lässt sich ein PWM-Signal über spezifizierte Pins ausgeben, so dass sich auf einfache Weise ein PWM-Controller z.B. für Motoren oder Lüfter realisieren lässt.

Für die Implementierung solcher PWM-Controller stehen in Simulink Support Packages für Arduino, Raspberry Pi oder Beagle Bone Hardware zur Verfügung.

Siehe auch: motor control, pulse-width modulation videos

Speed Up Digital Control Design of DC-DC Converters with Simulink