PWM คืออะไร

PWM คืออะไร?

คำนิยามของ PWM (Pulse Width Modulation)

PWM (Pulse Width Modulation) เป็นวิธีการที่ใช้ในการเข้ารหัสสัญญาณอะนาล็อกด้วยระบบดิจิทัล โดยการปรับความกว้างของชุดพัลส์ เพื่อให้ได้สัญญาณอะนาล็อกที่ต้องการ

หลักการทำงาน

หลักการพื้นฐานของเทคโนโลยี PWM คือการใช้เอาต์พุตดิจิทัลจากไมโครโปรเซสเซอร์เพื่อควบคุมวงจรอะนาล็อก ใช้สัญญาณแคร์ริเออร์เป็นคลื่นสี่เหลี่ยมที่มีความถี่คงที่ และควบคุมแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยของสัญญาณเอาต์พุตโดยการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนหน่วงเวลา (duty cycle) ของคลื่นสี่เหลี่ยม (คือ อัตราส่วนระหว่างเวลาที่สูงกับคาบเวลา)

ข้อดีของ PWM

ประสิทธิภาพสูง: เนื่องจาก PWM ใช้สถานะสวิตช์แบบเต็มหรือปิดอย่างสมบูรณ์ แทนที่จะเป็นการควบคุมแบบเชิงเส้น ทำให้สามารถลดการใช้พลังงานและการเกิดความร้อนลงได้อย่างมาก

ควบคุมได้ง่าย: สามารถปรับแรงดันไฟฟ้าหรือกำลังไฟฟ้าเอาต์พุตได้ง่ายโดยการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนหน่วงเวลา

ทนต่อสัญญาณรบกวน: เนื่องจากสัญญาณ PWM มีลักษณะเป็นดิจิทัล ทำให้มีความไวต่อสัญญาณรบกวนน้อยกว่าสัญญาณอะนาล็อก

ความยืดหยุ่น: PWM สามารถใช้ในหลากหลายแอปพลิเคชัน รวมถึงการควบคุมมอเตอร์ การแปลงกำลังไฟฟ้า แอมปลิฟายเออร์เสียง และอื่นๆ

ข้อเสียของ PWM

การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI): การสวิตช์สัญญาณ PWM อย่างรวดเร็วสามารถสร้างการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าได้ และจำเป็นต้องใช้มาตรการที่เหมาะสมเพื่อลดผลกระทบดังกล่าว

ความซับซ้อนในการออกแบบ: การควบคุม PWM ที่มีความเที่ยงตรงสูงจำเป็นต้องใช้วงจรที่มีความซับซ้อน

การสูญเสียจากการสวิตช์: แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วจะมีประสิทธิภาพมากกว่าการควบคุมเชิงเส้น แต่ยังมีการสูญเสียเล็กน้อยในขณะที่สวิตช์

ขอบข่ายการใช้งาน

การควบคุมมอเตอร์: ใช้ในการควบคุมความเร็วและทิศทางของมอเตอร์กระแสตรง

การแปลงกำลังไฟฟ้า: เช่น อินเวอร์เตอร์ DC/AC, คอนเวอร์เตอร์ DC/DC

การควบคุมแสง LED: ความสว่างของ LED ถูกควบคุมโดย PWM

แอมปลิฟายเออร์เสียง: ออกแบบสำหรับแอมปลิฟายเออร์เสียงที่มีความเที่ยงตรงสูง

แนวโน้มการพัฒนา

• ความถี่และความเที่ยงตรงที่สูงขึ้น

• การควบคุมอัจฉริยะ

• การรวมและขนาดเล็กลง

สรุป

PWM (Pulse Width Modulation) เป็นเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ที่สำคัญ ซึ่งมีข้อดีด้านประสิทธิภาพและความประหยัดพลังงาน ความเที่ยงตรงสูง ตอบสนองเร็ว และมีความน่าเชื่อถือ เมื่อเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง เทคโนโลยี PWM จะถูกนำไปใช้ในหลายสาขา และจะมีการพัฒนาและปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง