என்ன PWM, அதை எவ்வாறு அளவிடுவது

பி.டபிள்யூ.எம் என்பது துடிப்பு அகல பண்பேற்றத்தைக் குறிக்கிறது, இது ஒரு தனித்துவமான ஐ.சி, எம்.சி.யு அல்லது டிரான்சிஸ்டோரைஸ் செய்யப்பட்ட சுற்று போன்ற ஒரு குறிப்பிட்ட மூலத்திலிருந்து உருவாக்கப்படக்கூடிய துடிப்பு அகலங்களின் மாறுபட்ட தன்மையைக் குறிக்கிறது.

பி.டபிள்யூ.எம்

எளிமையான சொற்களில், ஒரு PWM செயல்முறை ஒரு குறிப்பிட்ட விகிதத்தில் வெவ்வேறு ஆன் / ஆஃப் நேர விகிதங்களுடன் ஒரு விநியோக மின்னழுத்தத்தை ஆன் மற்றும் ஆஃப் செய்வதைத் தவிர வேறில்லை, இங்கே மின்னழுத்தத்தின் சுவிட்ச் ஓன் நீளம் அதிகமாகவோ, சிறியதாகவோ அல்லது சுவிட்ச் ஆஃப் நீளத்திற்கு சமமாகவோ இருக்கலாம்.

எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு PWM ஆனது 2 வினாடிகளில் 1 வினாடி OFF, 1 வினாடி ON 2 வினாடி OFF அல்லது 1 வினாடி ON, 1 வினாடி OFF என்ற விகிதத்தில் ஆன் மற்றும் ஆஃப் செய்ய நிலையான மின்னழுத்தத்தைக் கொண்டிருக்கலாம்.

விநியோக மின்னழுத்தத்தின் இந்த ஆன் / ஆஃப் விகிதம் வித்தியாசமாக உகந்ததாக இருக்கும்போது, ​​மின்னழுத்தம் ஒரு பிடபிள்யூஎம் அல்லது துடிப்பு அகலம் பண்பேற்றம் என்று கூறுகிறோம்.

கீழே காட்டப்பட்டுள்ளபடி ஒரு மின்னழுத்த v / s நேர வரைபடத்தில் நிலையான DC திறன் எவ்வாறு தோன்றும் என்பது குறித்து நீங்கள் அனைவரும் ஏற்கனவே அறிந்திருக்க வேண்டும்:

மேலேயுள்ள படத்தில் 9 வி மட்டத்தில் ஒரு நேர் கோட்டைக் காணலாம், ஏனெனில் இது அடையப்படுகிறது, ஏனென்றால் 9 வி நிலை நேரத்தை பொறுத்து மாறாமல் இருப்பதால் ஒரு நேர் கோட்டைக் காண முடிகிறது.

இப்போது இந்த 9 வி ஒவ்வொரு 1 விநாடிக்கும் பிறகு ஆன் மற்றும் ஆஃப் செய்யப்பட்டால், மேலே உள்ள வரைபடம் இதைப் பார்க்கும்:

இப்போது 9 வி வரி ஒவ்வொரு 1 விநாடிக்கும் பிறகு தொகுதிகள் வடிவில் ஒரு நேர் கோடு ரேட்டராக இல்லை என்பதை நாம் தெளிவாகக் காணலாம், ஏனெனில் 9 வி ஒவ்வொரு விநாடிக்கும் பின் மாறி மாறி இயக்கப்படுகிறது மற்றும் முடக்கப்படுகிறது.

மேலே உள்ள தடயங்கள் செவ்வகத் தொகுதிகள் போல தோற்றமளிக்கின்றன, ஏனெனில் 9 வி இயக்கப்பட்டதும் முடக்கப்படும்போதும் செயல்பாடுகள் உடனடியாக இருக்கும், இது திடீரென்று 9 வி பூஜ்ஜிய நிலைக்குச் சென்று பின்னர் திடீரென 9 வி நிலைக்குச் சென்று அதன் மூலம் செவ்வக வடிவங்களை வரைபடத்தில் உருவாக்குகிறது.

மேலே உள்ள நிபந்தனை ஒரு துடிக்கும் மின்னழுத்தத்திற்கு வழிவகுக்கிறது, அவை இரண்டு அளவுருக்களை அளவிட வேண்டும்: உச்ச மின்னழுத்தம் மற்றும் சராசரி மின்னழுத்தம் அல்லது ஆர்எம்எஸ் மின்னழுத்தம்.

உச்ச மற்றும் சராசரி மின்னழுத்தம்

முதல் படத்தில் உச்ச மின்னழுத்தம் வெளிப்படையாக 9 வி, மற்றும் சராசரி மின்னழுத்தமும் 9 வி ஆகும், ஏனெனில் மின்னழுத்தம் எந்த இடைவெளியும் இல்லாமல் மாறாமல் இருக்கும்.

இருப்பினும், இரண்டாவது படத்தில், மின்னழுத்தம் 1 ஹெர்ட்ஸ் விகிதத்தில் (1 வினாடி ஓன், 1 வினாடி ஆஃப்) ஆன் / ஆஃப் செய்யப்பட்டாலும், உச்சம் இன்னும் 9 வி க்கு சமமாக இருக்கும், ஏனெனில் உச்சம் எப்போதும் ஓன் காலங்களில் 9 வி மதிப்பை எட்டும். ஆனால் இங்கே சராசரி மின்னழுத்தம் 9 வி மாறாக 4.5 வி அல்ல, ஏனெனில் மின்னழுத்தத்தை உருவாக்குவதும் முறிப்பதும் 50% வீதத்தில் செய்யப்படுகிறது.

PWM விவாதங்களில் இந்த ON / OFF விகிதம் PWM இன் கடமை சுழற்சி என்று அழைக்கப்படுகிறது, எனவே மேற்கண்ட விஷயத்தில் இது 50% கடமை சுழற்சி.

டி.சி வரம்பில் டிஜிட்டல் மல்டிமீட்டருடன் ஒரு பிடபிள்யூஎம் அளவிடும்போது, ​​மீட்டரில் சராசரி மதிப்பு வாசிப்பை நீங்கள் எப்போதும் பெறுவீர்கள்.

புதிய பொழுதுபோக்குகள் பெரும்பாலும் இந்த வாசிப்பில் குழப்பமடைந்து அதை உச்ச மதிப்பாக எடுத்துக்கொள்கின்றன, இது முற்றிலும் தவறானது.

ஒரு PWM இன் உச்ச மதிப்பு மேலே விளக்கப்பட்டுள்ளபடி பெரும்பாலும் சுற்றுக்கு வழங்கப்படும் விநியோக மின்னழுத்தத்திற்கு சமமாக இருக்கும், அதே நேரத்தில் மீட்டரில் சராசரி ஏற்ற இறக்கம் PWM களின் ON / OFF காலங்களின் சராசரியாக இருக்கும்.

PWM உடன் மோஸ்ஃபெட்டை மாற்றுகிறது

ஆகவே, நீங்கள் ஒரு பி.டபிள்யூ.எம் உடன் மோஸ்ஃபெட்டை மாற்றி, கேட் மின்னழுத்தத்தைக் கண்டறிந்தால், எடுத்துக்காட்டாக 3 வி என்று சொல்லுங்கள், பீதியடைய வேண்டாம், ஏனெனில் இது மீட்டரால் சுட்டிக்காட்டப்பட்ட சராசரி மின்னழுத்தமாக இருக்கலாம், உச்ச மின்னழுத்தம் உங்கள் சுற்று வழங்கல் அளவுக்கு அதிகமாக இருக்கும் மின்னழுத்தம்.

எனவே இந்த உச்ச மதிப்புகள் மூலம் மொஸ்ஃபெட் நன்றாகவும் முழுமையாகவும் செயல்படும் என்று எதிர்பார்க்கலாம் மற்றும் சராசரி மின்னழுத்தம் அதன் கடத்தல் காலத்தை மட்டுமே பாதிக்கும், சாதனத்தின் மாறுதல் விவரக்குறிப்பு அல்ல.

முந்தைய பிரிவுகளில் நாங்கள் விவாதித்தபடி, ஒரு PWM அடிப்படையில் துடிப்பு அகலங்களின் மாறுபாட்டை உள்ளடக்கியது, வேறுவிதமாகக் கூறினால் DC இன் ON மற்றும் OFF காலங்கள்.

உதாரணமாக, ஒரு PWM வெளியீட்டை ஒரு நேரத்துடன் 50% குறைவாக இருக்கும் நேரத்துடன் விரும்புகிறீர்கள் என்று சொல்லலாம்.

சரியான நேரத்தில் நீங்கள் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட நேரம் 1/2 வினாடி என்று கருதுவோம், பின்னர் OFF நேரம் 1 வினாடிக்கு சமமாக இருக்கும், இது 1/2 வினாடி ஓன் மற்றும் 1 வினாடி OFF கடமை சுழற்சிக்கு வழிவகுக்கும், பின்வரும் வரைபடத்தில் காணலாம் .

PWM இன் கடமை சுழற்சியை பகுப்பாய்வு செய்தல்

இந்த எடுத்துக்காட்டில், PWM கள் 9V இன் உச்ச மின்னழுத்தத்தை உருவாக்க உகந்ததாக உள்ளன, ஆனால் சராசரியாக 3.15V மின்னழுத்தம் ON நேரம் என்பதால் ஒரு முழு முழுமையான ON / OFF சுழற்சியில் 35% மட்டுமே.

ஒரு முழுமையான சுழற்சி என்பது குறிப்பிட்ட கால இடைவெளியைக் குறிக்கிறது, இது கொடுக்கப்பட்ட துடிப்பு அதன் ஒரு முழு நேரத்தையும் ஒரு OFF நேரத்தையும் முடிக்க அனுமதிக்கிறது.

இதேபோல் ஒரு அதிர்வெண்ணின் துடிப்பு அகலத்தை பின்வரும் தரவுகளுடன் மேம்படுத்த ஒருவர் விரும்பலாம்:

இங்கே ஒரு முழு சுழற்சியில் OFF நேரத்தை விட 65% அதிகரித்திருப்பதைக் காணலாம், எனவே இங்கே மின்னழுத்தத்தின் சராசரி மதிப்பு 5.85V ஆக மாறுகிறது.

மேலே விவாதிக்கப்பட்ட சராசரி மின்னழுத்தம் RMS அல்லது மின்னழுத்தத்தின் ரூட் சராசரி சதுர மதிப்பு என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

இவை அனைத்தும் செவ்வக அல்லது சதுர பருப்பு வகைகள் என்பதால், கடமை சுழற்சி சதவீதத்தை உச்ச மின்னழுத்தத்துடன் பெருக்குவதன் மூலம் ஆர்.எம்.எஸ்ஸை கணக்கிட முடியும்.

சைன்வேவை உருவகப்படுத்த PWM ஐ மேம்படுத்துகிறது

இருப்பினும், ஏ.சி. துடிப்பை உருவகப்படுத்த பி.டபிள்யூ.எம் உகந்ததாக இருக்கும் சந்தர்ப்பங்களில், ஆர்.எம்.எஸ்ஸிற்கான கணக்கீடு கொஞ்சம் சிக்கலானதாகிறது.

பின்வரும் பி.டபிள்யு.எம் இன் உதாரணத்தை எடுத்துக்கொள்வோம், இது அதன் அலைவரிசை மாறுபடும் வீச்சு அல்லது சினுசாய்டல் ஏசி சிக்னலின் நிலைக்கு ஏற்ப மாறுபடும்.

ஐசி 555 ஐ எவ்வாறு பயன்படுத்தலாம் என்பதை நான் விளக்கிய எனது முந்தைய கட்டுரைகளில் ஒன்றின் மூலம் இதைப் பற்றி மேலும் அறியலாம் சைன் அலை சமமான PWM வெளியீட்டை உருவாக்குகிறது .

மேலேயுள்ள படத்தில் நாம் காணக்கூடியது போல், பருப்பு வகைகளின் அகலம் சைன் அலையின் உடனடி நிலை குறித்து மாறுகிறது. சைன் அலை உச்சத்தை எட்டும்போது, ​​துடிப்புடன் தொடர்புடைய அகலம் அகலமாகவும் நேர்மாறாகவும் மாறும்.

SPWM ஐப் பயன்படுத்துதல்

சைன் அலை மின்னழுத்த நிலை தொடர்ந்து காலப்போக்கில் மாறிக்கொண்டிருப்பதால், PWM களும் அதன் அகலங்களைத் தொடர்ந்து மாறுபடுவதன் மூலம் காலத்துடன் மாறுகின்றன என்பதை இது குறிக்கிறது. அத்தகைய PWM ஐ SPWM அல்லது Sinewave Pulse Width Modulation என்றும் குறிப்பிடப்படுகிறது.

ஆகவே மேற்கண்ட விஷயத்தில் பருப்பு வகைகள் ஒருபோதும் மாறாது, மாறாக அவற்றின் அகலங்களை நேரத்துடன் வித்தியாசமாக மாற்றுகின்றன.

இது அதன் ஆர்.எம்.எஸ் அல்லது சராசரி மதிப்பு கணக்கீட்டை கொஞ்சம் சிக்கலாக்குகிறது, மேலும் ஆர்.எம்.எஸ்ஸை அடைவதற்கு இங்கு கடமை சுழற்சியை உச்ச மின்னழுத்தத்துடன் பெருக்க முடியாது.

ஆர்.எம்.எஸ் வெளிப்பாட்டைப் பெறுவதற்கான உண்மையான சூத்திரம் மிகவும் சிக்கலானது என்றாலும், பொருத்தமான வழித்தோன்றல்களுக்குப் பிறகு இறுதி செயல்படுத்தல் மிகவும் எளிதானது.

ஒரு PWM இன் RMS மின்னழுத்தத்தை கணக்கிடுகிறது

ஒரு சைன் அலைக்கு பதிலளிக்கும் விதமாக மாறுபட்ட PWM மின்னழுத்தத்தின் RMS ஐக் கணக்கிடுவதற்கு உச்ச மின்னழுத்தத்துடன் 0.7 (மாறிலி) பெருக்கி பெறலாம்.

எனவே 9 வி உச்சத்திற்கு நாம் 9 x 0.7 = 6.3V ஐப் பெறுகிறோம், அது RMS மின்னழுத்தம் அல்லது 9V உச்சத்தின் சராசரி மதிப்பு PWM க்கு ஒரு சைன் அலையை உருவகப்படுத்துகிறது.

மின்னணு சுற்றுகளில் PWM இன் பங்கு?

PWM கருத்து அடிப்படையில் தொடர்புடையது என்பதை நீங்கள் காண்பீர்கள்
தூண்டிகள் சம்பந்தப்பட்ட சுற்று வடிவமைப்புகள் குறிப்பாக இன்வெர்ட்டர்கள் போன்ற பக் பூஸ்ட் டோபாலஜிகள், எஸ்.எம்.பி.எஸ் , MPPT, LED இயக்கி சுற்றுகள் போன்றவை.

ஒரு தூண்டல் இல்லாமல் ஒரு PWM அம்சத்திற்கு கொடுக்கப்பட்ட சுற்றுவட்டத்தில் உண்மையான மதிப்பு அல்லது பங்கு இருக்காது, ஏனென்றால் ஒரு மாறுபட்ட துடிப்பு அகலத்தை சமமான அளவு (உயர்த்தப்பட்ட) அல்லது கீழே இறங்கிய (பக்) சமமாக மாற்றுவதற்கான உள்ளார்ந்த அம்சம் ஒரு தூண்டிக்கு மட்டுமே உள்ளது. மின்னழுத்தம் அல்லது மின்னோட்டம், இது ஒரு PWM தொழில்நுட்பத்தின் முழு மற்றும் ஒரே யோசனையாக மாறும்.

தூண்டிகளுடன் PWM ஐப் பயன்படுத்துதல்

மின்னழுத்தம் மற்றும் மின்னோட்டத்தின் அடிப்படையில் ஒரு தூண்டல் வெளியீட்டை PWM எவ்வாறு பாதிக்கிறது என்பதைப் புரிந்து கொள்ள, ஒரு துடிக்கும் மின்னழுத்தத்தின் செல்வாக்கில் ஒரு தூண்டல் எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதை அறிய முதலில் முக்கியம்.

எனது முந்தைய இடுகைகளில் ஒன்றில் நான் விளக்கினேன் ஒரு பக் பூஸ்ட் சுற்று எவ்வாறு இயங்குகிறது , தூண்டல் வெளியீட்டை பரிமாணப்படுத்த PWM கள் அல்லது மாறுபட்ட துடிப்பு அகலம் எவ்வாறு பயன்படுத்தப்படலாம் என்பதை நிரூபிக்க இது ஒரு சிறந்த எடுத்துக்காட்டு.

'இயற்கையால்' ஒரு தூண்டல் எப்போதுமே திடீரென மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்துவதை எதிர்க்கிறது மற்றும் அதன் முறுக்கு கண்ணாடியைப் பொறுத்து ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்திற்குப் பிறகுதான் அதை அனுப்ப அனுமதிக்கிறது என்பது அனைவரும் அறிந்ததே, மேலும் இந்த செயல்பாட்டின் போது அது சமமான ஆற்றலை சேமிக்கிறது அது.

இப்போது மேலே உள்ள செயல்பாட்டின் போது மின்னழுத்தம் திடீரென முடக்கப்பட்டிருந்தால், தூண்டப்பட்ட இந்த மின்னழுத்தத்தின் திடீர் காணாமல் போவதை மீண்டும் சமாளிக்க முடியவில்லை மற்றும் அதில் சேமிக்கப்பட்ட மின்னோட்டத்தை வெளியிடுவதன் மூலம் அதை சமப்படுத்த முயற்சிக்கிறது.

PWM க்கு தூண்டியின் எதிர்வினை

இதனால் ஒரு தூண்டல் மின்னோட்டத்தை சேமிப்பதன் மூலம் மின்னழுத்தத்தை மாற்றுவதை எதிர்க்க முயற்சிக்கும் மற்றும் சேமிக்கப்பட்ட ஆற்றலை மீண்டும் கணினியில் உதைப்பதன் மூலம் திடீரென மின்னழுத்தத்தை முடக்குவதற்கு சமமாக முயற்சிக்கும்.

இந்த கிக் பேக் ஒரு தூண்டியின் பின் ஈ.எம்.எஃப் என்று அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் இந்த ஆற்றலின் உள்ளடக்கம் (மின்னழுத்தம், மின்னோட்டம்) தூண்டல் முறுக்கு கண்ணாடியைப் பொறுத்தது.

அடிப்படையில் திருப்பங்களின் எண்ணிக்கை ஈ.எம்.எஃப் விநியோக மின்னழுத்தத்தை விட மின்னழுத்தத்தில் அதிகமாக இருக்க வேண்டுமா அல்லது விநியோக மின்னழுத்தத்தை விட குறைவாக இருக்க வேண்டுமா என்பதை தீர்மானிக்கிறது, மேலும் கம்பியின் தடிமன் தூண்டல் வழங்கக்கூடிய மின்னோட்டத்தின் அளவை தீர்மானிக்கிறது.

மேலே உள்ள தூண்டிக்கு மற்றொரு அம்சம் உள்ளது, இது மின்னழுத்தத்தின் நேரம் / ஆஃப் காலமாகும்.

ஒரு PWM இன் பயன்பாடு முக்கியமானது.

திருப்பங்களின் எண்ணிக்கை ஒரு குறிப்பிட்டவருக்கான வெளியீட்டு மதிப்புகளை அடிப்படையில் தீர்மானிக்கிறது என்றாலும், உகந்த PWM அறிமுகத்தை ஒரு தூண்டிக்கு உணவளிப்பதன் மூலம் இவை விரும்பியபடி மாறுபடும்.

ஒரு மாறுபட்ட PWM மூலம், ஒரு தூண்டப்பட்ட மின்னழுத்தம் (குறைக்கப்பட்ட மின்னோட்டம்), அல்லது மின்னோட்டத்தை (குறைக்கப்பட்ட மின்னழுத்தம்) அல்லது நேர்மாறாக, விரும்பிய விகிதத்தில் மின்னழுத்தங்களையும் நீரோட்டங்களையும் உருவாக்க / மாற்ற ஒரு தூண்டியை நாம் கட்டாயப்படுத்தலாம்.

சில பயன்பாடுகளில், ஒரு எல்.ஈ.டி ஒளியை மங்கலாக்குவது அல்லது எம்.சி.யு டைமர் சுற்றுகள் போன்ற ஒரு தூண்டல் இல்லாமல் கூட ஒரு பி.டபிள்யூ.எம் பயன்படுத்தப்படலாம், அங்கு வெளியீடு வெவ்வேறு சுவிட்சில் மின்னழுத்தங்களை உருவாக்க உகந்ததாக இருக்கும், ஒரு சுமையை கட்டுப்படுத்த ஆஃப் காலங்களை மாற்றவும் அதன் நோக்கம் கொண்ட பணி விவரக்குறிப்புகள்.