مدولاسیون پهنای پالس

مُدولاسیون پهنای پالس یا مُدولاسیون عرض پالس (انگلیسی: Pulse Width Modulation, PWM)، روشی برای تنظیم توان الکتریکیِ داده‌شده به بار، با تغییردادن زمان قطع‌ و‌ وصل شدن منبع توان به بار (در هر سیکل) است.[1]

مدولاسیون پهنای پالس (PWM)، در مهندسی الکترونیک و کنترل، کاربردهای گوناگونی دارد.

بخش اصلی PWM، یک سیگنال کنترلی به شکل موج مربعی (پالس) است، به‌طوری‌که دورۀ کاری (Duty cycle) پالس‌ها، در هر دورۀ تناوب موج (هر سیکل)، قابل تنظیم است (شکل زیر را ببینید). دورۀ کاری، نسبت مدتِ High بودن موج مربعی به دورۀ تناوب آن است، و بر حسب درصد (%) بیان می‌شود. در واقع این سیگنال، قطع و وصل شدن منبع توان به بار را تعیین می‌کند (مثلاً با کنترل باز و بسته شدن یک سوییچ الکترونیکی). مثلاً اگر دورۀ کاری موج مربعی، ۴۰% باشد، در ۴۰% هر دورۀ تناوب، بار به منبع توان وصل است و در باقی آن، قطع می‌شود. در این حالت، مقدار متوسط توان داده‌شده به بار، برابر با ۴۰% توان کل منبع (تغذیه) خواهد بود. اگر یک میکروکنترولر با تغذیه ۵ ولت (${\displaystyle V_{CC}}$)، سیگنال PWM با دورۀ کاری ۵۰% تولید کند، مقدار متوسط موج مربعی تولیدشده، برابر ۵۰% ${\displaystyle V_{CC}}$یا ۲٫۵ ولت خواهد بود. به طور کلی، اگر دورۀ کاری به‌صورت کسری و با ${\displaystyle D}$ نشان داده‌شود، مقدار متوسط ولتاژ، برابر ${\displaystyle V_{CC}D}$، و مقدار مؤثر (RMS) آن، برابر ${\displaystyle V_{CC}{\sqrt {D}}}$ می‌شود.

عرض پالس سیگنال آبی رنگ (با دامنه ثابت) برای تولید یک شکل موج تقریباً سینوسی تغییر داده شده‌است. دامنۀ موج سینوسی تولیدشده را می‌توان با تغییر دامنۀ پالس‌ها، و فرکانس آن را با تغییر دورۀ تناوب پالس، تغییر داد. از این روش در اینورترها بسیار استفاده می‌شود.

در مبحث طراحی منابع تغذیه و کنترل سطح ولتاژ، مدولاسیون پهنای پالس، روشی برای کنترل توان بدون نیاز به دفع یا اتلاف هر گونه توان در راه انداز (driver) است. در واقع PWM تکنیکی است که به کمک آن می‌توان مقدار ولتاژ، و بنابر این، مقدار توان را کنترل کرد.