رابطه بین فرکانس PWM و چرخه وظیفه چیست؟

سلام! به عنوان یک تأمین کننده PWM (مدولاسیون عرض پالس) ، از رابطه بین فرکانس PWM و چرخه وظیفه بسیار سؤال می شود. این موضوعی است که ممکن است در ابتدا کمی فنی به نظر برسد ، اما هنگامی که شما آن را آویزان کردید ، بسیار ساده است. بنابراین ، بیایید درست شیرجه بزنیم!

فرکانس PWM و چرخه وظیفه چیست؟

اول از همه ، بیایید به سرعت تعریف کنیم که فرکانس PWM و چرخه وظیفه چیست. PWM تکنیکی است که برای کنترل برق به یک دستگاه الکتریکی با روشن کردن سریع برق و خاموش استفاده می شود.

فرکانس PWM به این است که چند بار چرخه روشن در یک ثانیه تکرار می شود. در هرتز (هرتز) اندازه گیری می شود. به عنوان مثال ، اگر فرکانس 100 هرتز باشد ، به این معنی است که چرخه روشن 100 بار در هر ثانیه اتفاق می افتد. فرکانس بالاتر به این معنی است که چرخه بیشتر اوقات تکرار می شود و فرکانس پایین تر به این معنی است که کمتر تکرار می شود.

از طرف دیگر ، چرخه وظیفه درصد زمانی است که قدرت در طی یک چرخه کامل تمام می شود. این به عنوان یک مقدار بین 0 تا 100 ٪ بیان شده است. چرخه وظیفه 0 ٪ به این معنی است که برق همیشه خاموش است و چرخه وظیفه 100 ٪ به این معنی است که قدرت همیشه روشن است.

چگونه فرکانس و چرخه وظیفه در تعامل است

حال ، بیایید در مورد چگونگی تعامل این دو پارامتر با یکدیگر صحبت کنیم. در بسیاری از برنامه ها ، فرکانس و چرخه وظیفه را می توان به طور مستقل تنظیم کرد ، اما هر دو آنها تأثیر قابل توجهی در عملکرد سیستم دارند.

تأثیر بر تحویل برق

چرخه وظیفه به طور مستقیم بر میانگین قدرت تحویل داده شده به بار تأثیر می گذارد. چرخه وظیفه بالاتر به معنای تحویل قدرت بیشتر است زیرا قدرت برای بخش بیشتری از چرخه روشن است. به عنوان مثال ، اگر چرخه وظیفه 50 ٪ داشته باشید ، میانگین قدرت تحویل شده نیمی از آنچه در صورت روشن شدن قدرت (چرخه وظیفه 100 ٪) است.

با این حال ، فرکانس به طور مستقیم بر قدرت متوسط ​​تأثیر نمی گذارد. اما می تواند بر نحوه پاسخ بار به قدرت پالس تأثیر بگذارد. برخی از بارها نسبت به فرکانس سیگنال PWM حساس تر هستند. به عنوان مثال ، در یک برنامه کنترل موتور ، یک فرکانس پایین ممکن است باعث لرزش موتور یا ایجاد سر و صدا شود ، در حالی که فرکانس بالاتر می تواند منجر به عملکرد نرم تر شود.

تأثیر در ضرر و زیان سوئیچی

در مدارهای الکترونیکی ، ضررهای سوئیچینگ همراه با روشن و خاموش کردن برق وجود دارد. این ضررها اتفاق می افتد زیرا زمان کمی وجود دارد که سوئیچ بین حالت های روشن و خاموش در حال انتقال است و در این مدت ، ولتاژ در سراسر سوئیچ و جریان از طریق آن غیر صفر است.

فرکانس تأثیر مستقیمی در تلفات سوئیچینگ دارد. فرکانس بالاتر به معنای وقایع سوئیچینگ بیشتر در ثانیه است که به نوبه خود به معنای ضرر سوئیچینگ بیشتر است. از طرف دیگر ، چرخه وظیفه کمتر از تأثیر مستقیم در ضرر و زیان سوئیچینگ برخوردار است ، اما می تواند بر اتلاف قدرت کلی در مدار تأثیر بگذارد.

تأثیر بر نیازهای فیلتر

هنگام استفاده از PWM برای کنترل بار ، استفاده از فیلتر برای صاف کردن قدرت پالس شده و تبدیل آن به ولتاژ یا جریان ثابت DC ضروری است. فرکانس سیگنال PWM بر طراحی فیلتر تأثیر می گذارد. فرکانس بالاتر به طور کلی به یک فیلتر کوچکتر نیاز دارد زیرا پالس ها به هم نزدیک هستند و صاف کردن آنها آسان تر است.

چرخه وظیفه همچنین می تواند بر نیازهای فیلتر تأثیر بگذارد. یک چرخه وظیفه بسیار کم یا بسیار بالا ممکن است در مقایسه با چرخه وظیفه نزدیک به 50 ٪ به یک طراحی فیلتر متفاوت نیاز داشته باشد.

برنامه ها و ملاحظات عملی

بیایید به برخی از کاربردهای عملی PWM و چگونگی رابطه بین فرکانس و چرخه وظیفه نگاه کنیم.

کم رنگ

در برنامه های روشنایی LED ، از PWM معمولاً برای کنترل روشنایی LED ها استفاده می شود. چرخه وظیفه روشنایی LED ها را تعیین می کند. یک چرخه وظیفه بالاتر باعث می شود LED ها روشن تر شوند و چرخه وظیفه پایین تر آنها را کمرنگ تر می کند.

فرکانس در کمرنگ LED نیز مهم است. اگر فرکانس خیلی کم باشد ، ممکن است چشم انسان بتواند سوسو زدن LED ها را تشخیص دهد. فرکانس حدود 100 هرتز یا بالاتر معمولاً برای جلوگیری از سوسو زدن قابل مشاهده توصیه می شود.

کنترل موتور

همانطور که قبلاً ذکر شد ، در برنامه های کنترل موتور ، چرخه وظیفه سرعت موتور را کنترل می کند. یک چرخه وظیفه بالاتر قدرت بیشتری را به موتور می دهد و در نتیجه سرعت بیشتری ایجاد می شود.

فرکانس بر صافی عملکرد حرکتی تأثیر می گذارد. فرکانس پایین می تواند باعث شود موتور حرکتی تند و تیز ایجاد کند یا سر و صدا کند ، در حالی که فرکانس بالاتر می تواند منجر به چرخش نرم تر شود. با این حال ، افزایش فرکانس همچنین باعث افزایش تلفات سوئیچینگ در مدار درایور موتور می شود.

محصولات PWM ما

در شرکت ما ، ما طیف وسیعی از کنترل کننده های شارژ خورشیدی PWM را ارائه می دهیم که به منظور ارائه مدیریت انرژی کارآمد و قابل اعتماد برای پنل های خورشیدی طراحی شده اند. ما مدل های مختلفی داریم که دارای رتبه بندی های مختلف متناسب با برنامه های مختلف است.

به عنوان مثال ، ما10A کنترل کننده شارژ خورشیدی PWMمناسب برای سیستم های انرژی خورشیدی در مقیاس کوچک است. این امکان را به شما می دهد تا فرکانس PWM و چرخه وظیفه را برای بهینه سازی فرآیند شارژ برای پانل های خورشیدی خود تنظیم کنید.

اگر به رتبه فعلی بالاتری احتیاج دارید ، ما نیز20A کنترل کننده شارژ خورشیدی PWMو30A کنترل کننده شارژ خورشیدی PWMبشر این کنترل کننده ها برای سیستم های انرژی خورشیدی بزرگتر ایده آل هستند که در آن نیاز به انرژی بیشتری دارد.

پایان

در نتیجه ، رابطه بین فرکانس PWM و چرخه وظیفه برای عملکرد مناسب بسیاری از سیستم های الکتریکی و الکترونیکی پیچیده است. چرخه وظیفه به طور مستقیم بر میانگین قدرت تحویل داده شده به بار تأثیر می گذارد ، در حالی که فرکانس بر نحوه پاسخ بار به قدرت پالس و همچنین ضررهای سوئیچینگ و الزامات فیلتر تأثیر می گذارد.

اگر علاقه مند به کسب اطلاعات بیشتر در مورد محصولات PWM ما هستید یا در مورد فرکانس PWM و چرخه وظیفه سؤالی دارید ، احساس راحتی کنید. ما همیشه خوشحالیم که به شما کمک می کنیم راه حل مناسب برای برنامه خود را پیدا کنید. این که آیا شما در حال کار بر روی یک پروژه کوچک DIY هستید یا یک برنامه صنعتی در مقیاس بزرگ ، تیم متخصصان ما می توانند پشتیبانی و توصیه های مورد نیاز شما را در اختیار شما قرار دهند.

منابع

• Dorf ، RC ، & Svoboda ، JA (2016). آشنایی با مدارهای برقی. ویلی
• Mohan ، N. ، Undeland ، TM ، & Robbins ، WP (2012). برق الکترونیک: مبدل ها ، برنامه ها و طراحی. ویلی