Широчинно-импулсната модулация (PWM) е изящна техника, която се използва широко във всички видове електронни устройства. Като доставчик на ШИМ съм виждал от първа ръка как работният цикъл на ШИМ може да има голямо влияние върху изхода. И така, нека се потопим в това как работи всичко това.
Какъв е работният цикъл?
Първо, нека изясним какво представлява работният цикъл. Цикълът на запълване е съотношението на времето, през което сигналът е включен (висок) към общото време на един пълен цикъл. Обикновено се изразява като процент. Например, ако сигналът е включен за 1 милисекунда в цикъл от 10 милисекунди, работният цикъл е 10% (1 ms / 10 ms * 100).
Въздействие върху средното напрежение
Един от най-простите ефекти на работния цикъл върху изхода е влиянието му върху средното напрежение. При ШИМ сигнал изходното напрежение е или на максималната си стойност (когато сигналът е висок), или на нула (когато сигналът е нисък). Средното напрежение за един цикъл е право пропорционално на работния цикъл.
Да кажем, че имаме ШИМ сигнал с максимално напрежение 5V. Ако работният цикъл е 50%, средното напрежение ще бъде 2,5 V (5 V * 0,5). Ако увеличим работния цикъл до 80%, средното напрежение ще се повиши до 4V (5V * 0,8). Това свойство е супер полезно в приложения като контрол на скоростта на двигателя. Чрез регулиране на работния цикъл можем да контролираме средното напрежение, подадено към двигателя, което от своя страна контролира неговата скорост.
Ефекти върху доставката на енергия
Работният цикъл също влияе върху мощността, доставена на товара. Мощността се изчислява като произведение на напрежение и ток (P = VI). Тъй като средното напрежение се променя с работния цикъл, мощността, доставена на товара, също се променя.
Например, при прост резистивен товар, ако увеличим работния цикъл, средното напрежение на резистора се увеличава. Съгласно закона на Ом (V = IR), токът през резистора също се увеличава. В резултат на това мощността, разсейвана в резистора (P = I²R), нараства. Това е от решаващо значение при приложения като LED затъмняване. Чрез промяна на работния цикъл на ШИМ сигнала, управляващ светодиод, можем да контролираме количеството мощност, доставена на светодиода, и по този начин неговата яркост.
Въздействие върху генерирането на топлина
Друг важен аспект е генерирането на топлина. В електронните устройства разсейването на мощността често води до топлина. Когато работният цикъл е висок, към товара се доставя повече мощност, което може да доведе до по-голямо нагряване на устройството. Това е проблем в приложения, където управлението на топлината е от решаващо значение, като например в аудио усилватели с висока мощност или захранващи устройства.
Например, в импулсно захранване, висок работен цикъл означава, че превключващият транзистор провежда по-дълго време, което може да доведе до повишено разсейване на мощността и генериране на топлина. Това може да изисква по-добри радиатори или по-ефективни охладителни системи за предотвратяване на прегряване.
Приложение - Специфични съображения
Управление на двигателя
В приложенията за управление на мотора работният цикъл пряко влияе върху скоростта и въртящия момент на двигателя. По-високият работен цикъл осигурява повече мощност на двигателя, което води до по-висока скорост. Въпреки това, има ограничение за мощността, която може да издържи моторът. Ако работният цикъл е твърде висок, двигателят може да прегрее или да изтегли твърде много ток, което може да повреди двигателя или веригата на драйвера.
Слънчеви контролери за зареждане
PWM соларни контролери за зареждане се използват за регулиране на зареждането на батерии от слънчеви панели. Коефициентът на запълване на ШИМ сигнала в a48V PWM соларен контролер за зарежданеопределя колко мощност се прехвърля от соларния панел към батерията. По-високият работен цикъл означава, че се прехвърля повече мощност, но също така трябва да бъде внимателно регулиран, за да се предотврати презареждане на батерията.
По същия начин, заШИМ 24Vи12V ШИМконтролери за зареждане, работният цикъл играе решаваща роля за оптимизиране на процеса на зареждане.
Как ние като доставчик можем да помогнем
Като доставчик на ШИМ, ние разбираме значението на правилния работен цикъл за различни приложения. Ние предлагаме широка гама от PWM продукти, които са проектирани да бъдат гъвкави и регулируеми. Нашите продукти се предлагат с функции, които позволяват лесно регулиране на работния цикъл, така че можете да настроите фино изхода според вашите специфични нужди.
Независимо дали работите върху проект за управление на мотор, соларна система за зареждане или всяко друго приложение, което изисква ШИМ, ние можем да ви предоставим правилните решения. Нашият екип от експерти винаги е готов да ви помогне да изберете най-добрия продукт и да настроите правилния работен цикъл за вашето приложение.
Ако се интересувате от нашите PWM продукти или имате въпроси относно това как работният цикъл влияе на изхода, не се колебайте да се свържете с нас. Ние сме тук, за да ви помогнем да извлечете максимума от технологията PWM във вашите проекти.
Референции
- „Силова електроника: преобразуватели, приложения и дизайн“ от Нед Мохан, Торе М. Унделанд и Уилям П. Робинс
- „Електрически двигатели и задвижвания: основи, типове и приложения“ от Остин Хюз и Бил Друри