როგორ არიან დაკავშირებული მხარის ძაბვა და საშუალო ციკლი პულსური სიგანის მოდულაციაში (PWM)?

შერეულობას და ციკლური პულსის შეფარდება პულსური გაფართოების მოდულაციაში (PWM)

პულსური გაფართოების მოდულაცია (PWM) არის ტექნიკა, რომელიც აკონტროლებს შესაბამისი გამოყოფის საშუალო გამომწვევ ძაბვას ციკლური სიგნალის შეფარდების მეშვეობით. PWM ფართოდ გამოიყენება მოტორების კონტროლში, ენერგიის მართვაში და LED-ების დიმირებაში. შერეულობას და ციკლური პულსის შეფარდებაში პულსური გაფართოების მოდულაციაში განსაზღვრული ურთიერთდება სწორად გამოყენება და პულსური გაფართოების მოდულაციის სისტემების დიზაინი.

1. PWM-ის ძირითადი პრინციპი

• PWM სიგნალი: PWM სიგნალი არის პერიოდული კვადრატული ტალღა ფიქსირებული სიხშირით, მაგრამ ცვლადი პროპორციით მაღალი (ჩართული) და დაბალი (გათიშული) დონეებით თითოეულ ციკლში. ეს პროპორცია უწოდება შეფარდება.

• შეფარდება: შეფარდება არის სიგნალის მაღალი (ჩართული) დროს შეფარდება სრულ პერიოდთან. არის ჩვეულებრივ გამოხატული პროცენტებში ან ფრაქციით 0 და 1-ს შორის. მაგალითად, 50% შეფარდება ნიშნავს, რომ სიგნალი ნახევარი ციკლი ჩართულია და ნახევარი გათიშულია; 100% შეფარდება ნიშნავს, რომ სიგნალი ყოველთვის ჩართულია; ხოლო 0% შეფარდება ნიშნავს, რომ სიგნალი ყოველთვის გათიშულია.

• PWM სიხშირე: PWM სიგნალის სიხშირე განსაზღვრავს თითოეული ციკლის ხანგრძლივობას. უფრო მაღალი სიხშირე იწვევს უფრო მოკლე ციკლებს და PWM სიგნალი უფრო სწრაფად იცვლება.

2. შერეულობას და ციკლური პულსის შეფარდებაში პულსური გაფართოების მოდულაციაში

• საშუალო ძაბვა: პულსური გაფართოების მოდულაციაში საშუალო გამომწვევ ძაბვა პროპორციულია შეფარდებას. თუ PWM სიგნალის პიკის ძაბვა არის   ${\mathrm{<br>\; }}_{}$Vmax, საშუალო გამომწვევ ძაბვა   ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">Vavg\; შეიძლება\; გამოითვალოს\; შემდეგი\; ფორმულით:</span>\; }}_{}$

Vavg=D×Vmax

სადაც:

• Vavg არის საშუალო გამომწვევ ძაბვა.

• D არის შეფარდება (0 ≤ D ≤ 1).

• Vmax არის PWM სიგნალის პიკის ძაბვა (ჩვეულებრივ გამოყენებული ძაბვა).

• შეფარდების გავლენა საშუალო ძაბვაზე:

• როდესაც შეფარდება არის 0%, PWM სიგნალი ყოველთვის დაბალია და საშუალო გამომწვევ ძაბვა არის 0.

• როდესაც შეფარდება არის 100%, PWM სიგნალი ყოველთვის მაღალია და საშუალო გამომწვევ ძაბვა უდრის პიკის ძაბვას Vmax.

• როდესაც შეფარდება არის 0% და 100%-ს შორის, საშუალო გამომწვევ ძაბვა არის პიკის ძაბვის პროპორცია. მაგალითად, 50% შეფარდება იწვევს საშუალო გამომწვევ ძაბვას, რომელიც არის პიკის ძაბვის ნახევარი.

3. PWM-ის გამოყენების მაგალითები

a. მოტორების კონტროლი

• მოტორების კონტროლში, PWM გამოიყენება მოტორის სიჩქარის ან ტორკის რეგულირებაზე. შეფარდების შეცვლით PWM სიგნალში, მოტორზე გამოყენებული საშუალო ძაბვა შეიძლება კონტროლირდეს, შესაბამისად მოტორის გამოსვლის ძალის რეგულირება. მაგალითად, შეფარდების შემცირება შემცირებს საშუალო ძაბვას, შესაბამისად მოტორი დაეხება, ხოლო შეფარდების ზრდა ზრდის საშუალო ძაბვას, შესაბამისად მოტორი ჩქარდება.

b. LED-ების დიმირება

• LED-ების დიმირებაში, PWM გამოიყენება LED-ის სიკვრილის რეგულირებაზე. შეფარდების შეცვლით PWM სიგნალში, შეიძლება კონტროლირდეს საშუალო დენი LED-ში, შესაბამისად მისი სიკვრილი. მაგალითად, 50% შეფარდება იწვევს LED-ის სიკვრილს, რომელიც არის მაქსიმალური სიკვრილის ნახევარი, ხოლო 100% შეფარდება ხდის LED-ს სრულად სიკვრილს.

c. DC-DC ტრანსფორმატორები

• DC-DC ტრანსფორმატორებში (როგორიცაა ბაკ ტრანსფორმატორები ან ბუსტ ტრანსფორმატორები), PWM გამოიყენება გამომწვევ ძაბვის რეგულირებაზე. შეფარდების შეცვლით PWM სიგნალში, შეიძლება კონტროლირდეს ჩართული და გათიშული დრო, რაც შესაბამისად რეგულირებს გამომწვევ ძაბვას. მაგალითად, ბაკ ტრანსფორმატორში, შეფარდების ზრდა ზრდის გამომწვევ ძაბვას, ხოლო შეფარდების შემცირება შემცირებს გამომწვევ ძაბვას.

4. PWM-ის უპირატესობები

• მაღალი ეფექტურობა: PWM კონტროლი ძაბვის შემდეგ რეგულირებით, არა წრფივი რეგულირებით (მაგალითად, რეზისტორული ძაბვის დივიზორებით), რეზულტატი არის დაბალი ენერგიის დაკარგვა და მაღალი ეფექტურობა.

• საზუსტი კონტროლი: შეფარდების ზუსტი რეგულირებით, PWM საშუალებას აძლევს საზუსტი კონტროლის გაკეთებას გამომწვევ ძაბვაზე ან დენზე.

• ფლექსიბილობა: PWM ელასტურად ადაპტირდება სხვადასხვა გამოყენებებზე, როგორიცაა მოტორების კონტროლი, LED-ების დიმირება და ენერგიის მართვა.

5. PWM-ის შეზღუდვები

• ელექტრომაგნიტური ინტერფერენცია (EMI): რადგან PWM სიგნალები არიან სამართლა სიხშირის სიგნალები, ისინი შეიძლება შექმნან ელექტრომაგნიტურ ინტერფერენციას, განსაკუთრებით უფრო მაღალ სიხშირეზე. სწორი ფილტრის და შილდის ტექნიკები უნდა გამოიყენოს PWM სისტემის დიზაინში.

• ხმა: ზოგიერთ გამოყენებაში, PWM სიგნალები შეიძლება შექმნან სისმის ხმას, განსაკუთრებით აუდიო აპარატურაში ან მოტორების დრაივებში. ეს პრობლემა შეიძლება დასახმარებლად შეიცვალოს შესაბამისი PWM სიხშირე.

შეჯამება

პულსური გაფართოების მოდულაციაში (PWM), საშუალო გამომწვევ ძაბვა პროპორციულია შეფარდებას. შეფარდება განსაზღვრავს სიგნალის მაღალი დონეში დროს პროპორციას PWM ციკლში, რაც შესაბამისად განსაზღვრავს საშუალო გამომწვევ ძაბვას. შეფარდების შეცვლით, გამომწვევ ძაბვა ან დენი შეიძლება ელასტურად რეგულირდეს გარე ძაბვის შეცვლის გარეშე. PWM ტექნოლოგია ფართოდ გამოიყენება მოტორების კონტროლში, LED-ების დიმირებაში, ენერგიის მართვაში და სხვა გამოყენებებში, რით უზრუნველყოფს მაღალ ეფექტურობას და საზუსტი კონტროლს.