چرخه وظیفه PWM چگونه بر خروجی تأثیر می‌گذارد؟

مدولاسیون عرض پالس (PWM) یک تکنیک بسیار خوب است که به طور گسترده در انواع دستگاه های الکترونیکی استفاده می شود. به عنوان یک تامین کننده PWM، من از نزدیک دیدم که چگونه چرخه وظیفه PWM می تواند تاثیر زیادی بر خروجی داشته باشد. بنابراین، بیایید به نحوه عملکرد همه اینها بپردازیم.

چرخه وظیفه چیست؟

اول از همه، بیایید روشن کنیم که چرخه وظیفه چیست. چرخه وظیفه نسبت زمان روشن بودن سیگنال (بالا) به کل زمان یک سیکل کامل است. معمولاً به صورت درصد بیان می شود. به عنوان مثال، اگر یک سیگنال برای 1 میلی ثانیه در یک سیکل 10 - میلی ثانیه روشن باشد، چرخه وظیفه 10٪ است (1 ms / 10 ms * 100).

تاثیر بر ولتاژ متوسط

یکی از واضح‌ترین تأثیرات چرخه وظیفه بر خروجی، تأثیر آن بر ولتاژ متوسط ​​است. در سیگنال PWM، ولتاژ خروجی یا در حداکثر مقدار خود (زمانی که سیگنال بالا است) یا در صفر (زمانی که سیگنال کم است) است. ولتاژ متوسط ​​در یک سیکل مستقیماً با چرخه کار متناسب است.

فرض کنید یک سیگنال PWM با حداکثر ولتاژ 5 ولت داریم. اگر چرخه کار 50٪ باشد، متوسط ​​ولتاژ 2.5V (5V * 0.5) خواهد بود. اگر چرخه کار را به 80 درصد افزایش دهیم، متوسط ​​ولتاژ به 4 ولت (5 ولت * 0.8) می رسد. این ویژگی در کاربردهایی مانند کنترل سرعت موتور بسیار مفید است. با تنظیم چرخه کار، می‌توانیم ولتاژ متوسطی را که به موتور عرضه می‌شود، کنترل کنیم که به نوبه خود سرعت آن را کنترل می‌کند.

اثرات بر تحویل نیرو

چرخه وظیفه نیز بر توان تحویلی به یک بار تأثیر می گذارد. توان به عنوان حاصل ضرب ولتاژ و جریان (P = VI) محاسبه می شود. از آنجایی که ولتاژ متوسط ​​با چرخه وظیفه تغییر می کند، توان تحویلی به بار نیز تغییر می کند.

به عنوان مثال، در یک بار مقاومتی ساده، اگر سیکل کار را افزایش دهیم، ولتاژ متوسط ​​دو طرف مقاومت افزایش می یابد. طبق قانون اهم (V = IR)، جریان عبوری از مقاومت نیز افزایش می یابد. در نتیجه، توان تلف شده در مقاومت (P = I²R) بالا می رود. این در کاربردهایی مانند کم نور LED بسیار مهم است. با تغییر چرخه وظیفه سیگنال PWM که یک LED را هدایت می کند، می توانیم میزان توان تحویلی به LED و در نتیجه روشنایی آن را کنترل کنیم.

تاثیر بر تولید گرما

یکی دیگر از جنبه های مهم تولید گرما است. در دستگاه های الکترونیکی، اتلاف نیرو اغلب منجر به گرما می شود. هنگامی که چرخه کار زیاد است، توان بیشتری به بار تحویل داده می شود که می تواند باعث گرم شدن بیشتر دستگاه شود. این یک نگرانی در برنامه هایی است که مدیریت گرما در آنها حیاتی است، مانند تقویت کننده های صوتی با قدرت بالا یا منابع تغذیه.

به عنوان مثال، در منبع تغذیه سوئیچینگ، یک چرخه کاری بالا به این معنی است که ترانزیستور سوئیچینگ برای مدت طولانی تری هدایت می کند، که می تواند منجر به افزایش اتلاف توان و تولید گرما شود. این ممکن است نیاز به هیت سینک های بهتر یا سیستم های خنک کننده کارآمدتر برای جلوگیری از گرمای بیش از حد داشته باشد.

کاربرد - ملاحظات خاص

کنترل موتور

در کاربردهای کنترل موتور، چرخه وظیفه مستقیماً بر سرعت و گشتاور موتور تأثیر می گذارد. چرخه کاری بالاتر قدرت بیشتری را به موتور می دهد و در نتیجه سرعت بالاتری دارد. با این حال، محدودیتی برای قدرت تحمل موتور وجود دارد. اگر چرخه کار خیلی زیاد باشد، ممکن است موتور بیش از حد گرم شود یا جریان زیادی بکشد که می تواند به موتور یا مدار راننده آسیب برساند.

کنترلرهای شارژ خورشیدی

کنترلرهای شارژ خورشیدی PWM برای تنظیم شارژ باتری ها از پنل های خورشیدی استفاده می شود. چرخه وظیفه سیگنال PWM در aکنترلر شارژ خورشیدی 48 ولت PWMمیزان انتقال انرژی از پنل خورشیدی به باتری را تعیین می کند. چرخه کاری بالاتر به معنای انتقال قدرت بیشتر است، اما همچنین باید به دقت تنظیم شود تا از شارژ بیش از حد باتری جلوگیری شود.

به طور مشابه، برایPWM 24 ولتو12 ولت PWMکنترل‌کننده‌های شارژ، چرخه وظیفه نقش مهمی در بهینه‌سازی فرآیند شارژ دارد.

چگونه ما به عنوان یک تامین کننده می توانیم کمک کنیم

به عنوان یک تامین کننده PWM، ما اهمیت درست کردن چرخه وظیفه برای برنامه های مختلف را درک می کنیم. ما طیف گسترده ای از محصولات PWM را ارائه می دهیم که به گونه ای طراحی شده اند که انعطاف پذیر و قابل تنظیم باشند. محصولات ما دارای ویژگی هایی هستند که امکان تنظیم آسان چرخه کار را فراهم می کند، بنابراین می توانید خروجی را مطابق با نیازهای خاص خود تنظیم کنید.

چه در حال کار بر روی یک پروژه کنترل موتور، یک سیستم شارژ خورشیدی یا هر برنامه دیگری که به PWM نیاز دارد، ما می توانیم راه حل های مناسبی را به شما ارائه دهیم. تیم کارشناسان ما همیشه آماده است تا به شما در انتخاب بهترین محصول و تنظیم چرخه کاری صحیح برای برنامه شما کمک کند.

اگر به محصولات PWM ما علاقه مند هستید یا سؤالی در مورد چگونگی تأثیر چرخه وظیفه بر خروجی دارید، در تماس با ما دریغ نکنید. ما اینجا هستیم تا به شما کمک کنیم تا از فناوری PWM در پروژه های خود نهایت استفاده را ببرید.

مراجع

• «الکترونیک قدرت: مبدل‌ها، برنامه‌ها و طراحی» نوشته ند موهان، تور ام. آندلند و ویلیام پی رابینز
• "موتورهای الکتریکی و درایوها: اصول، انواع و کاربردها" نوشته آستین هیوز و بیل دروری