Шта је ПВМ, како га мерити

Испробајте Наш Инструмент За Елиминисање Проблема





ПВМ означава модулацију ширине импулса која означава променљиву природу ширине импулса која се може генерисати из одређеног извора, попут дискретне ИЦ, МЦУ или транзисторисаног кола.

Шта је ПВМ

Једноставно речено, ПВМ поступак није ништа друго него УКЉУЧИВАЊЕ И ИСКЉУЧИВАЊЕ напона напајања одређеном брзином са различитим временским односима УКЉУЧИВАЊА / ИСКЉУЧИВАЊА, овде дужина прекидача ОН може бити већа, мања или једнака дужини ОФФ ОФФ.



На пример, ПВМ може садржати напон фиксиран за укључивање и искључивање по стопи од 2 секунде УКЉУЧЕНО 1 секунду ИСКЉУЧЕНО, 1 секунду УКЉУЧЕНО 2 секунде ИСКЉУЧЕНО или 1 секунду УКЉУЧЕНО, 1 секунду ИСКЉУЧЕНО.

Када се ова стопа УКЉ. / ИСКЛ. Напајања различито оптимизује, кажемо да је напон модулисан ПВМ-ом или ширином импулса.



Сви сте сигурно већ упознати с тим како се константни једносмерни потенцијал појављује на временском графикону напона в / с, као што је приказано доле:

На горњој слици можемо видети праву линију на нивоу од 9 В, то је постигнуто јер се ниво од 9 В не мења с обзиром на време и стога смо у могућности да будемо сведоци праве линије.

Сада ако се овај 9В укључује и искључује након сваке 1 секунде, горњи графикон би изгледао овако:

Јасно можемо видети да линија 9В више није права линија у облику блокова након сваке 1 секунде, пошто се 9В укључује и искључује наизменично након сваке секунде.

Горе наведени трагови изгледају као блокови правоугаоника, јер када се 9В УКЉУЧИ И ИСКЉУЧИ, операције су тренутне, што одједном чини да 9В пређе на нулти ниво, а затим изненада на ниво 9В, формирајући тако правоугаоне облике на графикону.

Горе наведени услов доводи до пулсирајућег напона који има два параметра која се мере, а то су: вршни напон и средњи напон или ефективни ефективни напон.

Вршни и средњи напон

На првој слици вршни напон је очигледно 9В, а просечни напон је такође 9В једноставно зато што је напон константан без икаквих прекида.

Међутим, на другој слици, иако се напон УКЉУЧУЈЕ / ИСКЉУЧУЈЕ брзином од 1 Хз (1 секунда УКЉУЧЕНО, 1 секунда ИСКЉУЧЕНО), врх ће и даље бити једнак 9В, јер вршни ниво увек достиже ознаку 9В током ОН периода. Али просечни напон овде није 9В, већ 4,5В, јер се стварање и прекид напона врши по стопи од 50%.

У расправама о ПВМ-у ова стопа укључивања / искључивања назива се радни циклус ПВМ-а, стога је у горе наведеном случају радни циклус од 50%.

Када мерите ПВМ дигиталним мултиметром на једносмерној струји, увек ћете добити очитавање просечне вредности на мерачу.

Нови хобисти се често збуне са овим читањем и схвате га као највишу вредност, што је потпуно погрешно.

Као што је објашњено изнад, вршна вредност ПВМ-а углавном ће бити једнака напону напајања који се напаја у круг, док ће просечна волатура на мерачу бити просек ОН / ОФФ периода ПВМ-ова.

Пребацивање Мосфет-а са ПВМ-ом

Дакле, ако пребацујете МОСФЕТ са ПВМ-ом и утврдите да је напон на капији, рецимо на пример 3 В, немојте паничарити, јер ово може бити само просечни напон који показује мерач, вршни напон може бити висок као напајање вашег кола Волтажа.

Стога би се могло очекивати да мосфет проводи фино и потпуно кроз ове вршне вредности, а просечни напон ће утицати само на његов период проводљивости, а не на преклопне карактеристике уређаја.

Као што смо дискутовали у претходним одељцима, ПВМ у основи укључује варирање ширине импулса, другим речима периоде УКЉ. И ИСКЉ. Једносмерне струје.

Рецимо, на пример, да желите ПВМ излаз са временом укључења који је 50% мањи од времена укључивања.

Претпоставимо да је изабрано време укључивања 1/2 секунде, тада би време искључења било једнако 1 секунди, што би довело до радног циклуса од 1/2 секунде УКЉУЧЕЊА и 1 секунде ИСКЉУЧЕЊА, као што се може видети на следећем дијаграму .

Анализирајући радни циклус ПВМ

У овом примеру су ПВМ оптимизовани да произведу максимални напон од 9В, али просечни напон од 3,15В, јер је време УКЉУЧИВАЊА само 35% једног пуног комплетног циклуса УКЉ.

Један комплетни циклус односи се на временски период који омогућава датом импулсу да заврши једно пуно време укључења и једно време искључења.

Слично томе, неко може намеравати да оптимизује ширину импулса фреквенције са следећим подацима:

Овде се може видети време укључења повећано од времена искључења за 65% током једног пуног циклуса, па овде просечна вредност напона постаје 5,85 В.

Горе наведени средњи напон се такође назива РМС или средња квадратна вредност напона.

Будући да су ово сви правоугаони или квадратни импулси, ефективни ефективни вредност може се израчунати једноставним множењем процента радног циклуса са вршним напоном.

Оптимизација ПВМ-а за симулацију синусног таласа

Међутим, у случајевима када је ПВМ оптимизован за симулацију АЦ импулса, прорачун за РМС постаје мало сложен.

Узмимо пример следећег ПВМ-а који је оптимизован да варира његову ширину која одговара променљивој амплитуди или нивоу синусоидног АЦ сигнала.

О томе можете сазнати више из једног од мојих претходних чланака, где сам објаснио како се ИЦ 555 може користити генеришући ПВМ еквивалент синусног таласа .

Као што видимо на горњој слици, ширина импулса се мења с обзиром на тренутни ниво синусног таласа. Како синусни талас тежи да достигне врхунац, одговарајућа ширина импулса постаје шира и обрнуто.

Коришћење СПВМ-а

То указује на то да се због тога што се ниво напона синусног таласа непрестано мења с временом, ПВМ такође мењају временом константно варирајући његове ширине. Такав ПВМ се такође назива СПВМ или модулација ширине импулса синусног таласа.

Тако у горе наведеном случају импулси никада нису константни, већ мењају ширину с временом.

То чини његов ефективни ефективни ефекат или израчунавање просечне вредности мало сложеним и овде не можемо једноставно помножити радни циклус са вршним напоном за постизање ефективног ефективног ефекта.

Иако је стварна формула за извођење РМС израза прилично сложена, након одговарајућих извода коначна имплементација заправо постаје прилично лака.

Израчунавање ефективног ефективног напона ПВМ-а

Тако се за израчунавање ефективног ефективног ефекта променљивог ПВМ напона као одговор на синусни талас може добити множењем 0,7 (константе) са вршним напоном.

Дакле, за врх од 9 В добијамо 9 к 0,7 = 6,3 В, то је ефективни ефективни напон или просечна вредност напона од 9 В до врха ПВМ који симулира синусни талас.

Улога ПВМ-а у електронским круговима?

Открићете да је концепт ПВМ у суштини повезан са
дизајнирани кругови који укључују индукторе, посебно топологије повишења буцк као што су претварачи, СМПС , МППТ, ЛЕД управљачка кола итд.

Без пригушнице, ПВМ карактеристика можда нема стварну вредност или улогу у датом колу, то је зато што само пригушница има својствену карактеристику претварања променљиве ширине импулса у еквивалентну количину појачаног (појачаног) или одступљеног (усправног) напон или струја, што постаје цела и једина идеја ПВМ технологије.

Коришћење ПВМ-а са индукторима

Да би се разумело како ПВМ утиче на излаз индуктора у смислу напона и струје, прво би било важно научити како се индуктор понаша у утицају пулсирајућег напона.

У једном од својих претходних постова сам објаснио у вези са како ради буцк боост круг , ово је класичан пример који показује како се ПВМ или променљива ширина импулса могу користити за димензионисање излаза индуктора.

Добро је познато да се по својој природи индуктор увек супротставља наглом полагања напона на њему и омогућава му да прође тек након одређеног времена, у зависности од његових спецификација намотаја, и током овог процеса складишти еквивалентну количину енергије у то.

Ако се током горе наведеног поступка напон нагло ИСКЉУЧИ, индуктор поново није у стању да се носи са овим изненадним нестанком примењеног напона и покушава да га уравнотежи пуштањем ускладиштене струје у њему.

Реакција индуктора на ПВМ

Тако ће индуктор покушати да се супротстави укључивању напона складиштењем струје и покушаће да изједначи реакцију на изненадно ИСКЉУЧЕЊЕ напона тако што ће „ударати“ ускладиштену енергију назад у систем.

Овај повратни ударац назива се задњим ЕМП индуктора и садржај ове енергије (напон, струја) зависиће од спецификација намотаја индуктора.

У основи број завоја одлучује хоће ли ЕМФ бити већи у напону од напона напајања или нижи од напона напајања, а дебљина жице одређује количину струје коју индуктор може да пружи.

Постоји још један аспект горње индуктивности, а то је временски период периода укључивања / искључивања напона.

Ту употреба ПВМ-а постаје пресудна.

Иако број завоја у основи одређује излазне вредности за одређену, оне такође могу варирати по жељи додавањем оптимизованог ПВМ-а у индуктор.

Кроз променљиви ПВМ можемо присилити индуктор да генерише / претвара напоне и струје било којом жељеном брзином, било као појачани напон (смањена струја), или појачану струју (смањени напон) или обрнуто.

У неким апликацијама ПВМ се може користити чак и без пригушнице, на пример за пригушивање ЛЕД светла или у круговима тајмера МЦУ, где се излаз може оптимизовати за генерисање напона при различитим прекидачима УКЉУЧЕНО, искључити периоде за контролу оптерећења према његове предвиђене радне спецификације.




Претходно: Једноставни ултразвучни сигнални круг сензора звука који користи Опамп Следеће: Једноставни РГБ ЛЕД миксер у боји помоћу ЛМ317 ИЦ