ಪल್ಸ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಮಾಡುಲೇಶನ್ (PWM) ರಲ್ಲಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ಡ್ಯೂಟಿ ಸಾಯಕ್ಲ್ ಎರಡೂ ಹೇಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿವೆ?

ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧ - ಪಲಸ್ ವೈಡ್ಥ ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ (PWM) ಯಲ್ಲಿ

ಪಲಸ್ ವೈಡ್ಥ ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ (PWM) ಎಂಬುದು ಒಂದು ತಂತ್ರವಾಗಿದೆ, ಇದರ ಮೂಲಕ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ಚಿಹ್ನೆಯ ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಶರಾಶರಿ ಉತ್ಪನ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. PWM ಅನ್ನು ಮೋಟರ್ ನಿಯಂತ್ರಣ, ಶಕ್ತಿ ನಿರ್ವಹಣೆ, ಮತ್ತು LED ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಪ್ರಕಾರದ ಅನೇಕ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. PWM ಸಿಸ್ಟಮ್‌ನ್ನು ಸರಿಯಾಗಿ ಬಳಸುವುದು ಮತ್ತು ರಚಿಸುವುದಕ್ಕೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳುವುದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ.

1. PWM ಯ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಸಿದ್ಧಾಂತ

• PWM ಚಿಹ್ನೆ: PWM ಚಿಹ್ನೆ ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅನುಕ್ರಮ ಹಾಗೂ ಚಲನೀಯ ಹೈ (ಆನ್) ಮತ್ತು ಲೋ (ಆಫ್) ಮಟ್ಟಗಳ ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಪ್ರತಿ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ ಹೊಂದಿರುವ ಸ್ಥಿರ ಅನುಕ್ರಮ ಚದರ ವೇಗವಾಗಿದೆ. ಈ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

• ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್: ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ಎಂಬುದು ಚಿಹ್ನೆಯು ಹೈ (ಆನ್) ಆಗಿರುವ ಸಮಯ ಮತ್ತು PWM ಚಕ್ರದ ಮೊದಲ ಸಮಯದ ಗುಣೋತ್ತರವಾಗಿದೆ. ಇದನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಶತಾಂಶ ಅಥವಾ 0 ಮತ್ತು 1 ನಡುವಿನ ಭಿನ್ನರಾಶಿಯಾಗಿ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 50% ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ಎಂದರೆ ಚಿಹ್ನೆಯು ಚಕ್ರದ ಅರ್ಧದಲ್ಲಿ ಹೈ ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಂದು ಅರ್ಧದಲ್ಲಿ ಲೋ ಆಗಿರುತ್ತದೆ; 100% ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ಎಂದರೆ ಚಿಹ್ನೆಯು ಎಲ್ಲಾ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಹೈ ಆಗಿರುತ್ತದೆ; 0% ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ಎಂದರೆ ಚಿಹ್ನೆಯು ಎಲ್ಲಾ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಲೋ ಆಗಿರುತ್ತದೆ.

• PWM ಅನುಕ್ರಮ: PWM ಚಿಹ್ನೆಯ ಅನುಕ್ರಮ ಪ್ರತಿ ಚಕ್ರದ ಅವಧಿಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಅನುಕ್ರಮಗಳು ಚಿಕ್ಕ ಚಕ್ರಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು PWM ಚಿಹ್ನೆಯು ದ್ರುತವಾಗಿ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ.

2. PWM ಯಲ್ಲಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧ

• ಶರಾಶರಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್: PWM ಯಲ್ಲಿ ಶರಾಶರಿ ಉತ್ಪನ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ಗುಣೋತ್ತರವಾಗಿದೆ. ಯಾವುದೇ PWM ಚಿಹ್ನೆಯ ಶೀರ್ಷ ವೋಲ್ಟೇಜ್ Vmax ಆದರೆ, ಶರಾಶರಿ ಉತ್ಪನ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ Vavg ಈ ಕೆಳಗಿನ ಸೂತ್ರದಿಂದ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು:   ${\mathrm{<br>\; }}_{}$Vavg ಅನ್ನು ಕೆಳಗಿನ ಸೂತ್ರದಿಂದ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು:   ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">Vavg\; ಅನ್ನು\; ಕೆಳಗಿನ\; ಸೂತ್ರದಿಂದ\; ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು:</span>\; }}_{}$

Vavg=D×Vmax

ಇಲ್ಲಿ:

• Vavg ಎಂಬುದು ಶರಾಶರಿ ಉತ್ಪನ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್.

• D ಎಂಬುದು ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ (0 ≤ D ≤ 1).

• Vmax ಎಂಬುದು PWM ಚಿಹ್ನೆಯ ಶೀರ್ಷ ವೋಲ್ಟೇಜ್ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸರ್ವನಿಂದ ವೋಲ್ಟೇಜ್).

• ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ಯ ಪ್ರಭಾವ ಶರಾಶರಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮೇಲೆ:

• ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ 0% ಆದಾಗ, PWM ಚಿಹ್ನೆಯು ಎಲ್ಲಾ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಲೋ ಆಗಿರುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಶರಾಶರಿ ಉತ್ಪನ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ 0 ಆಗಿರುತ್ತದೆ.

• ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ 100% ಆದಾಗ, PWM ಚಿಹ್ನೆಯು ಎಲ್ಲಾ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಹೈ ಆಗಿರುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಶರಾಶರಿ ಉತ್ಪನ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಶೀರ್ಷ ವೋಲ್ಟೇಜ್ Vmax ಆಗಿರುತ್ತದೆ.

• ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ 0% ಮತ್ತು 100% ನಡುವಿನದ್ದಾಗಿದೆ ಎಂದರೆ, ಶರಾಶರಿ ಉತ್ಪನ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಶೀರ್ಷ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನ ಒಂದು ಪ್ರಮಾಣವಾಗಿದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 50% ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ಆದಾಗ ಶರಾಶರಿ ಉತ್ಪನ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಶೀರ್ಷ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನ ಅರ್ಧದಷ್ಟು ಆಗಿರುತ್ತದೆ.

3. PWM ಯ ಅನ್ವಯ ಉದಾಹರಣೆಗಳು

a. ಮೋಟರ್ ನಿಯಂತ್ರಣ

• ಮೋಟರ್ ನಿಯಂತ್ರಣದಲ್ಲಿ, PWM ಅನ್ನು ಮೋಟರ್ ವೇಗ ಅಥವಾ ಟಾರ್ಕ್ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. PWM ಚಿಹ್ನೆಯ ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ಬದಲಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಮೋಟರ್ ಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಶರಾಶರಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು, ಇದರ ಮೂಲಕ ಮೋಟರ್ ನ ಉತ್ಪನ್ನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದು ಶರಾಶರಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಮೋಟರ್ ನ ವೇಗವು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ಹೆಚ್ಚಾಗುವುದು ಶರಾಶರಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಮೋಟರ್ ನ ವೇಗವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ.

b. LED ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದು

• LED ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ, PWM ಅನ್ನು LED ನ ದೀಪ್ತಿಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. PWM ಚಿಹ್ನೆಯ ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ಬದಲಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ, LED ಗೆ ಮೂಲವಾದ ಶರಾಶರಿ ವಿದ್ಯುತ್ ನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು, ಇದರ ಮೂಲಕ ದೀಪ್ತಿಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 50% ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ಆದಾಗ LED ದೀಪ್ತಿಯು ಅದರ ಗರಿಷ್ಠದ ಅರ್ಧದಷ್ಟು ಆಗಿರುತ್ತದೆ, 100% ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ಆದಾಗ LED ಪೂರ್ಣ ದೀಪ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.

c. DC-DC ಕನ್ವರ್ಟರ್‌ಗಳು

• DC-DC ಕನ್ವರ್ಟರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಬಕ್ ಕನ್ವರ್ಟರ್ ಅಥವಾ ಬೂಸ್ಟ್ ಕನ್ವರ್ಟರ್), PWM ಅನ್ನು ಉತ್ಪನ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. PWM ಚಿಹ್ನೆಯ ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ಬದಲಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ಉಪಕರಣದ ಆನ್ ಮತ್ತು ಆಫ್ ಸಮಯವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು, ಇದರ ಮೂಲಕ ಉತ್ಪನ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಬಕ್ ಕನ್ವರ್ಟರ್ ಯಲ್ಲಿ, ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ಹೆಚ್ಚಾಗುವುದು ಉತ್ಪನ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ಕಡಿಮೆಯಾಗುವುದು ಉತ್ಪನ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ.

4. PWM ಯ ಪ್ರಯೋಜನಗಳು

• ಉತ್ತಮ ದಕ್ಷತೆ: PWM ಅನ್ನು ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ಚಲನೆಗಳ ಮೂಲಕ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದ ರೇಖೀಯ ನಿಯಂತ್ರಣ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ರೇಷ್ಯಾನ್ನು ಬಳಸಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ವಿಭಜನೆ) ಕ್ಷಮ ಸ್ವಾಭಾವಿಕವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿ ನಷ್ಟ ಮತ್ತು ಉತ್ತಮ ದಕ್ಷತೆ ನೀಡುತ್ತದೆ.

• ನಿಖರ ನಿಯಂತ್ರಣ: ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ, PWM ಉತ್ಪನ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅಥವಾ ವಿದ್ಯುತ್ ನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಅನುವುಮಾಡುತ್ತದೆ.

• ಲಂಬಿಸುವಿಕೆ: PWM ಮೋಟರ್ ನಿಯಂತ್ರಣ, LED ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದು, ಶಕ್ತಿ ನಿರ್ವಹಣೆ ಮತ್ತು ಇತರ ಅನೇಕ ಅನ್ವಯಗಳಿಗೆ ಸುಲಭವಾಗಿ ಅನುಸರಿಸಬಹುದು.

5. PWM ಯ ಪರಿಮಿತಿಗಳು

• ಎಂಎಂಐ (EMI): PWM ಚಿಹ್ನೆಗಳು ಉತ್ತಮ ಅನುಕ್ರಮದ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ಚಿಹ್ನೆಗಳಾಗಿದ್ದರಿಂದ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಉತ್ತಮ ಅನುಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಚೂಮುಕ ನಿರ್ಮಾನಿಸಬಹುದು. PWM ಸಿಸ್ಟಮ್ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರ ಫಿಲ್ಟರ್ ಮತ್ತು ಆವರಣ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ಬಳಸಲು ಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ.

• ಶಬ್ದ: ಕೆಲವು ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ, PWM ಚಿಹ್ನೆಗಳು ಶ್ರವ್ಯ ಶಬ್ದ ನಿರ್ಮಾನಿಸಬಹುದು, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಔದಿಯೋ ಸಾಮಗ್ರಿ ಅಥವಾ ಮೋಟರ್ ಡ್ರೈವ್‌ಗಳಲ್ಲಿ. ಇದನ್ನು ಸರಿಯಾದ PWM ಅನುಕ್ರಮವನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುವುದರಿಂದ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು.

ಸಾರಾಂಶ

ಪಲಸ್ ವೈಡ್ಥ ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ (PWM) ಯಲ್ಲಿ, ಶರಾಶರಿ ಉತ್ಪನ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ಗುಣೋತ್ತರವಾಗಿದೆ. ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ಎಂಬುದು PWM ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ ಚಿಹ್ನೆಯು ಹೈ ಆಗಿರುವ ಸಮಯದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಶರಾಶರಿ ಉತ್ಪನ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮೇಲೆ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಉತ್ಪನ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅಥವಾ ವಿದ್ಯುತ್ ನ್ನು ಸರಿಯಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು, ಇದರ ಮೂಲಕ ಸರ್ವನಿಂದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವುದಿಲ್ಲ. PWM ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಮೋಟರ್ ನಿಯಂತ್ರಣ, LED ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದು, ಶಕ್ತಿ ನಿರ್ವಹಣೆ, ಮತ್ತು ಇತರ ಅನೇಕ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಉತ್ತಮ ದಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ನಿಖರ ನಿಯಂತ್ರಣ ನೀಡುತ್ತದೆ.