Pulsbreedtemodulatie (PWM - Pulse Width Modulation)

Pulsbreedtemodulatie (PWM - Pulse Width Modulation)

Pulsbreedtemodulatie (PWM) is een techniek waarmee de gemiddelde spanning of stroom die naar een elektrisch apparaat (zoals een LED of een motor) wordt gestuurd, wordt geregeld door een snelle aan/uit-schakeling. In verlichting wordt PWM veel gebruikt om LED’s te dimmen zonder verlies van efficiëntie.


Hoe werkt PWM?

Bij PWM wordt de voeding van een LED snel in- en uitgeschakeld met een bepaalde frequentie (meestal enkele kHz tot tientallen kHz). De verhouding tussen de aan-tijd (Taan_aan) en de totale periode (Ttotaal_totaal) bepaalt de helderheid van de LED.

Deze verhouding wordt uitgedrukt als de duty cycle en wordt weergegeven in procenten:

  • 100% duty cycle → LED brandt op volle sterkte (continu aan)
  • 50% duty cycle → LED brandt op halve helderheid (evenveel aan als uit)
  • 10% duty cycle → LED is zwak verlicht (kort aan, lang uit)

De mens kan deze snelle schakelcycli niet waarnemen, waardoor de LED voor ons lijkt te dimmen in plaats van te knipperen.


Voordelen van PWM-dimming bij LED’s

Efficiëntie: De LED krijgt altijd de volle spanning, waardoor er geen energie verloren gaat als warmte (zoals bij analoge dimming).
Nauwkeurige dimregeling: Het is mogelijk om LED’s zeer nauwkeurig te dimmen, vaak tot <1% van de maximale helderheid.
Kleurconsistentie: Bij PWM blijft de kleurtemperatuur stabiel, in tegenstelling tot analoge dimming waarbij kleurverschuiving kan optreden.
Lange levensduur: Omdat er minder warmteontwikkeling is, kunnen LED’s en drivers langer meegaan.


Nadelen van PWM-dimming

Flikkering (flicker): Als de PWM-frequentie te laag is (<1 kHz), kan de gebruiker flikkering waarnemen, wat vermoeiend kan zijn voor de ogen en mogelijk gezondheidsproblemen kan veroorzaken.
EMC-storingen: Hoge schakelfrequenties kunnen elektromagnetische interferentie veroorzaken in andere elektronische apparaten.
Niet compatibel met alle LED-drivers: Sommige LED-drivers ondersteunen geen PWM en vereisen analoge (spannings- of stroomgestuurde) dimming.


Toepassingen van PWM

🔹 LED-verlichting: Dimming van LED-strips, LED-lampen en industriële verlichting.
🔹 Schermen: Helderheidsregeling van LCD- en OLED-schermen.
🔹 Motoraansturing: Snelheidsregeling van gelijkstroommotoren.
🔹 Elektronica: Vermogensregeling in voedingen en schakelingen.


Conclusie

PWM is een efficiënte en nauwkeurige manier om LED’s te dimmen zonder verlies van helderheid of kleurkwaliteit. Het wordt veel gebruikt in verlichting, displays en motorregeling, maar moet zorgvuldig worden toegepast om flikkering en elektromagnetische storingen te minimaliseren.