PWM என்றால் என்ன - துடிப்பு-அகல பண்பேற்றம்

பண்பேற்றம் என்பது நேரியல் அல்லாத மின் செயல்முறை ஆகும், இதில் ஒரு சமிக்ஞையின் (கேரியர்) அளவுருக்கள் மற்றொரு சமிக்ஞையால் மாற்றப்படுகின்றன (மாடுலேட்டிங், தகவல்). அதிர்வெண், அலைவீச்சு மற்றும் கட்ட பண்பேற்றம் ஆகியவை தொடர்பு பொறியியலில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஆற்றல் மின்னணுவியல் மற்றும் நுண்செயலி தொழில்நுட்பத்தில் பல்ஸ்-அகல பண்பேற்றம் பரவலாக உள்ளது.

PWM என்றால் என்ன (துடிப்பு-அகல பண்பேற்றம்)

துடிப்பு-அகல பண்பேற்றத்தில் அசல் சமிக்ஞையின் வீச்சு, அதிர்வெண் மற்றும் கட்டம் மாறாமல் இருக்கும். தகவல் சமிக்ஞையின் செல்வாக்கின் கீழ் செவ்வக துடிப்பின் கால (அகலம்) மாற்றத்திற்கு உட்பட்டது. ஆங்கில தொழில்நுட்ப இலக்கியத்தில் இது PWM - பல்ஸ்-அகல பண்பேற்றம் என்ற சுருக்கத்தால் குறிக்கப்படுகிறது.

PWM இன் செயல்பாட்டுக் கொள்கை

ஒரு துடிப்பு-அகல-பண்பேற்றப்பட்ட சமிக்ஞை இரண்டு வழிகளில் உருவாகிறது:

• அனலாக்;
• டிஜிட்டல்.

அனலாக் PWM சிக்னல் உருவாக்கும் முறையானது, தலைகீழாக ஒரு மரக்கட்டை அல்லது முக்கோண கேரியர் சிக்னலைப் பயன்படுத்துகிறது ஒப்பீட்டாளரின் உள்ளீடுமற்றும் தகவல் சமிக்ஞை ஒப்பீட்டாளரின் தலைகீழ் அல்லாத உள்ளீட்டிற்கு அனுப்பப்படுகிறது. கேரியரின் உடனடி நிலை மாடுலேட்டிங் சிக்னலை விட அதிகமாக இருந்தால், ஒப்பீட்டாளர் வெளியீடு பூஜ்ஜியமாகும், குறைவாக இருந்தால் - ஒன்று.வெளியீடு என்பது கேரியர் முக்கோணம் அல்லது மரக்கட்டையின் அதிர்வெண்ணுடன் தொடர்புடைய அதிர்வெண் கொண்ட ஒரு தனித்துவமான சமிக்ஞையாகும், மேலும் மாடுலேட்டிங் மின்னழுத்த நிலைக்கு விகிதாசாரமாக இருக்கும் துடிப்பு நீளம்.

உதாரணமாக, ஒரு நேரியல்-அதிகரிக்கும் சமிக்ஞை மூலம் முக்கோண சமிக்ஞையின் துடிப்பு அகல பண்பேற்றம் காட்டப்பட்டுள்ளது. வெளியீட்டு பருப்புகளின் காலம் வெளியீட்டு சமிக்ஞையின் நிலைக்கு விகிதாசாரமாகும்.

அனலாக் பிடபிள்யூஎம் கன்ட்ரோலர்கள் ஆஃப்-தி-ஷெல்ஃப் இன்டக்ரேட்டட் சர்க்யூட்களாகவும் கிடைக்கின்றன, அவை ஒப்பீட்டாளர் மற்றும் கேரியர் ஜெனரேஷன் சர்க்யூட்ரியைக் கொண்டிருக்கும். வெளிப்புற அதிர்வெண் குறியாக்கி கூறுகளை இணைப்பதற்கும் தகவல் சமிக்ஞையை வழங்குவதற்கும் உள்ளீடுகள் உள்ளன. வெளியீட்டில் இருந்து, சக்திவாய்ந்த வெளிப்புற சுவிட்சுகளை கட்டுப்படுத்தும் ஒரு சமிக்ஞை எடுக்கப்படுகிறது. பின்னூட்டத்திற்கான உள்ளீடுகளும் உள்ளன - செட் ஒழுங்குமுறை அளவுருக்களை பராமரிக்க அவை தேவைப்படுகின்றன. இது, எடுத்துக்காட்டாக, TL494 சிப். நுகர்வோர் சக்தி ஒப்பீட்டளவில் குறைவாக இருக்கும் சந்தர்ப்பங்களில், உள்ளமைக்கப்பட்ட விசைகளுடன் கூடிய PWM கட்டுப்படுத்திகள் கிடைக்கின்றன. 3 ஆம்ப்ஸ் வரையிலான மின்னோட்டங்களுக்கு LM2596 சிப்பின் உள் சுவிட்ச் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.

சிறப்பு சில்லுகள் அல்லது நுண்செயலிகளைப் பயன்படுத்தி டிஜிட்டல் முறை செய்யப்படுகிறது. துடிப்பு நீளம் ஒரு உள் நிரலால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. பிரபலமான PIC மற்றும் AVR உட்பட பல மைக்ரோகண்ட்ரோலர்கள், ஹார்டுவேர் PWM செயல்படுத்தலுக்கான ஒரு மாட்யூலைக் கொண்டுள்ளன. PWM சிக்னலைப் பெற, தொகுதியைச் செயல்படுத்தி அதன் இயக்க அளவுருக்களை அமைக்க வேண்டியது அவசியம். அத்தகைய தொகுதி இல்லை என்றால், நீங்கள் PWM ஐ முற்றிலும் மென்பொருள் முறையால் ஒழுங்கமைக்கலாம், அது கடினம் அல்ல. இந்த முறை அதிக சாத்தியக்கூறுகளை வழங்குகிறது மற்றும் வெளியீடுகளின் நெகிழ்வான பயன்பாட்டின் காரணமாக அதிக சுதந்திரத்தை அளிக்கிறது, ஆனால் கட்டுப்படுத்தியின் அதிக வளங்களை உள்ளடக்கியது.

PWM சமிக்ஞை பண்புகள்

PWM சமிக்ஞையின் முக்கிய பண்புகள்:

• வீச்சு (U);
• அதிர்வெண் (எஃப்);
• கடமை சுழற்சி (S) அல்லது நிரப்பு காரணி D.

வோல்ட்டுகளின் வீச்சு சுமையைப் பொறுத்து அமைக்கப்படுகிறது. இது நுகர்வோரின் பெயரளவு மின்னழுத்தத்தை வழங்க வேண்டும்.

துடிப்பு-அகல பண்பேற்றப்பட்ட சமிக்ஞையின் அதிர்வெண் பின்வரும் கருத்தில் இருந்து தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது:

1. அதிக அதிர்வெண், அதிக ஒழுங்குமுறை துல்லியம்.
2. சாதனத்தின் மறுமொழி நேரத்தை விட அதிர்வெண் குறைவாக இருக்கக்கூடாது, இது PWM ஆல் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது, இல்லையெனில் ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட அளவுருவின் குறிப்பிடத்தக்க துடிப்புகள் இருக்கும்.
3. அதிக அதிர்வெண், அதிக மாறுதல் இழப்புகள். விசையை மாற்றும் நேரம் வரையறுக்கப்பட்டதாக இருப்பதே இதற்குக் காரணம். தாழ்த்தப்பட்ட நிலையில், முழு விநியோக மின்னழுத்தமும் முக்கிய உறுப்பு மீது விழுகிறது, ஆனால் கிட்டத்தட்ட மின்னோட்டம் இல்லை. திறந்த நிலையில், முழு சுமை மின்னோட்டம் விசையின் வழியாக பாய்கிறது, ஆனால் மின்னழுத்த வீழ்ச்சி சிறியது, ஏனெனில் பாஸ்-த்ரூ எதிர்ப்பு ஒரு சில ஓம்ஸ் ஆகும். இரண்டு சந்தர்ப்பங்களிலும், சக்தி சிதறல் மிகக் குறைவு. ஒரு மாநிலத்திலிருந்து மற்றொன்றுக்கு மாறுவது விரைவானது, ஆனால் உடனடியாக இல்லை. திறந்த மூடு செயல்பாட்டின் போது ஒரு பெரிய மின்னழுத்தம் பகுதி திறந்த உறுப்பு மீது குறைகிறது மற்றும் அதே நேரத்தில் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க மின்னோட்டம் அதன் வழியாக பாய்கிறது. இந்த நேரத்தில் சக்தி சிதறல் அதிக மதிப்புகளை அடைகிறது. இந்த காலம் குறுகியது, விசையை கணிசமாக சூடேற்ற நேரம் இல்லை. ஆனால் அதிர்வெண் அதிகரிக்கும் போது, ​​ஒரு யூனிட் நேரத்திற்கு இதுபோன்ற நேர இடைவெளிகள் அதிகம் மற்றும் வெப்ப இழப்பு அதிகரிக்கிறது. எனவே, விசைகளின் கட்டுமானத்திற்கு வேகமாக செயல்படும் கூறுகளைப் பயன்படுத்துவது முக்கியம்.
4. கட்டுப்படுத்தும் போது ஒரு மோட்டார் அதிர்வெண் மனிதனுக்கு கேட்கக்கூடிய வரம்பிற்கு அப்பால் ஈயமாக இருக்க வேண்டும் - 25 kHz மற்றும் அதற்கு மேல். ஏனெனில் குறைந்த PWM அதிர்வெண்களில், விரும்பத்தகாத விசில் ஏற்படுகிறது.

இந்த தேவைகள் பெரும்பாலும் ஒருவருக்கொருவர் முரண்படுகின்றன, எனவே சில சந்தர்ப்பங்களில் அதிர்வெண் தேர்வு ஒரு சமரசத்திற்கான தேடலாகும்.

பண்பேற்றத்தின் அளவு கடமை சுழற்சியால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. துடிப்பு மறுநிகழ்வு விகிதம் நிலையானதாக இருப்பதால், கால அளவும் நிலையானது (T=1/f). ஒரு காலம் ஒரு துடிப்பு மற்றும் இடைநிறுத்தம் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது, அவை முறையே, டி_imp மற்றும் டி_{இடைநிறுத்தம்}, எங்கே டி_imp+t_{இடைநிறுத்தம்}=டி. விகிதம் என்பது நாடித்துடிப்பு காலத்தின் விகிதமாகும் - S=t_imp/டி.ஆனால் நடைமுறையில் தலைகீழ் மதிப்பைப் பயன்படுத்துவது மிகவும் வசதியானது - நிரப்பு காரணி: D=1/S=T/t_imp.. நிரப்பு காரணியை சதவீதமாக வெளிப்படுத்துவது இன்னும் வசதியானது.

PWM க்கும் PWM க்கும் என்ன வித்தியாசம்

வெளிநாட்டு தொழில்நுட்ப இலக்கியத்தில், துடிப்பு-அகல பண்பேற்றம் மற்றும் துடிப்பு-அகல கட்டுப்பாடு (PWM) ஆகியவற்றுக்கு இடையே வேறுபாடு இல்லை. ரஷ்ய வல்லுநர்கள் இந்த கருத்துகளை வேறுபடுத்த முயற்சிக்கின்றனர். உண்மையில், PWM என்பது ஒரு வகை பண்பேற்றம் ஆகும், அதாவது, மற்றொன்றின் செயல்பாட்டின் கீழ் கேரியர் சிக்னலில் ஏற்படும் மாற்றம், மாடுலேட்டிங் சிக்னலாகும். கேரியர் சிக்னல் தகவலின் கேரியராக செயல்படுகிறது, மேலும் மாடுலேட்டிங் சிக்னல் இந்தத் தகவலை அமைக்கிறது. மற்றும் துடிப்பு அகலக் கட்டுப்பாடு என்பது PWM மூலம் சுமை பயன்முறையை ஒழுங்குபடுத்துவதாகும்.

PWM க்கான காரணங்கள் மற்றும் பயன்பாடுகள்

துடிப்பு-அகல பண்பேற்றத்தின் கொள்கை பயன்படுத்தப்படுகிறது சக்திவாய்ந்த தூண்டல் மோட்டார்களுக்கான வேகக் கட்டுப்படுத்திகள். இந்த வழக்கில், சரிசெய்யக்கூடிய அதிர்வெண்ணின் (ஒற்றை-கட்டம் அல்லது மூன்று-கட்டம்) ஒரு மாடுலேட்டிங் சிக்னல் ஒரு குறைந்த-சக்தி சைன் அலை ஜெனரேட்டரால் உருவாக்கப்பட்டது மற்றும் ஒரு அனலாக் வழியில் கேரியரில் மிகைப்படுத்தப்படுகிறது. வெளியீடு ஒரு PWM சமிக்ஞையாகும், இது மின் தேவை விசைகளுக்கு வழங்கப்படுகிறது. அதன் பிறகு, ஒரு எளிய RC-செயின் போன்ற குறைந்த-பாஸ் வடிகட்டி மூலம் பருப்புகளின் வரிசையை அனுப்பலாம் மற்றும் அசல் சைனூசாய்டை தனிமைப்படுத்தலாம். அல்லது நீங்கள் இல்லாமல் செய்யலாம் - இயந்திரத்தின் செயலற்ற தன்மை காரணமாக வடிகட்டுதல் இயற்கையாகவே நடக்கும். வெளிப்படையாக, அதிக கேரியர் அதிர்வெண், வெளியீட்டு சமிக்ஞையின் வடிவம் அசல் சைனூசாய்டுக்கு நெருக்கமாக இருக்கும்.

ஒரு இயல்பான கேள்வி எழுகிறது - நீங்கள் ஏன் ஆஸிலேட்டர் சிக்னலை ஒரே நேரத்தில் பெருக்க முடியாது, எடுத்துக்காட்டாக, உயர் சக்தி டிரான்சிஸ்டர்களைப் பயன்படுத்துதல்? ஏனெனில் ஒழுங்குபடுத்தும் உறுப்பு, நேரியல் முறையில் இயங்குகிறது, சுமைக்கும் சுவிட்சுக்கும் இடையில் சக்தியை மறுபகிர்வு செய்யும். இதன் பொருள் முக்கிய உறுப்பு மீது அதிக சக்தி வீணடிக்கப்படுகிறது. மறுபுறம், ஒரு சக்திவாய்ந்த ஒழுங்குபடுத்தும் உறுப்பு முக்கிய பயன்முறையில் (ட்ரினிஸ்டர்கள், ட்ரையாக்ஸ், RGBT டிரான்சிஸ்டர்கள்) வேலை செய்தால், சக்தி காலப்போக்கில் விநியோகிக்கப்படுகிறது.இழப்புகள் மிகவும் குறைவாக இருக்கும் மற்றும் செயல்திறன் அதிகமாக இருக்கும்.

டிஜிட்டல் தொழில்நுட்பத்தில், துடிப்பு அகலக் கட்டுப்பாட்டுக்கு சிறப்பு மாற்று இல்லை. சிக்னல் வீச்சு அங்கு நிலையானது, மேலும் மின்னழுத்தம் மற்றும் மின்னோட்டத்தை மாற்ற ஒரே வழி துடிப்பு அகல கேரியரை மாற்றியமைத்து பின்னர் அதை சராசரியாக்குவதுதான். எனவே, துடிப்பு சமிக்ஞையை சராசரியாகக் கொண்டிருக்கும் பொருட்களில் மின்னழுத்தம் மற்றும் மின்னோட்டத்தைக் கட்டுப்படுத்த PWM பயன்படுத்தப்படுகிறது. சராசரி வெவ்வேறு வழிகளில் நிகழ்கிறது:

1. சுமை செயலற்ற தன்மை மூலம். இவ்வாறு, தெர்மோஎலக்ட்ரிக் ஹீட்டர்கள் மற்றும் ஒளிரும் விளக்குகளின் வெப்ப நிலைத்தன்மை, பருப்புகளுக்கு இடையே உள்ள இடைநிறுத்தங்களில் கட்டுப்பாட்டு பொருள்கள் குறிப்பிடத்தக்க வகையில் குளிர்ச்சியடையாமல் இருக்க அனுமதிக்கிறது.
2. உணர்வின் செயலற்ற தன்மை காரணமாக. எல்.ஈ.டி துடிப்பிலிருந்து துடிப்புக்கு மங்குவதற்கு நேரம் உள்ளது, ஆனால் மனிதக் கண் இதை கவனிக்கவில்லை மற்றும் மாறுபட்ட தீவிரத்துடன் நிலையான பளபளப்பாக உணர்கிறது. LED திரைகளின் பிரகாசக் கட்டுப்பாடு இந்த கொள்கையின் அடிப்படையில் அமைந்துள்ளது. ஆனால் பல நூறு ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண் கொண்ட கண்ணுக்குத் தெரியாத சிமிட்டல் இன்னும் உள்ளது மற்றும் கண் சோர்வை ஏற்படுத்துகிறது.
3. இயந்திர மந்தநிலை காரணமாக. இந்த சொத்து DC சேகரிப்பான் மோட்டார்கள் கட்டுப்படுத்த பயன்படுத்தப்படுகிறது. கட்டுப்பாட்டு அதிர்வெண் சரியாக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டால், இறந்த நேர இடைநிறுத்தங்களில் மோட்டார் நிறுத்த நேரம் இல்லை.

எனவே, மின்னழுத்தம் அல்லது மின்னோட்டத்தின் சராசரி மதிப்பு ஒரு தீர்க்கமான பாத்திரத்தை வகிக்கும் இடத்தில் PWM பயன்படுத்தப்படுகிறது. குறிப்பிடப்பட்ட பொதுவான நிகழ்வுகளுக்கு கூடுதலாக, PWM முறையானது வெல்டிங் இயந்திரங்கள் மற்றும் பேட்டரி சார்ஜர்கள் போன்றவற்றில் சராசரி மின்னோட்டத்தை ஒழுங்குபடுத்துகிறது.

இயற்கையான சராசரி சாத்தியமில்லை என்றால், பல சமயங்களில் இந்தப் பாத்திரத்தை ஏற்கனவே குறிப்பிட்டுள்ள லோ-பாஸ் வடிப்பானால் எடுத்துக்கொள்ளலாம் (எல்பிஎஃப்) RC- சங்கிலி வடிவில். நடைமுறை நோக்கங்களுக்காக இது போதுமானது, ஆனால் PWM இலிருந்து அசல் சிக்னலை சிதைப்பது இல்லாமல் LPF உடன் தனிமைப்படுத்துவது சாத்தியமில்லை என்பதை புரிந்து கொள்ள வேண்டும். எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, PWM ஸ்பெக்ட்ரம் எண்ணற்ற எண்ணிக்கையிலான ஹார்மோனிக்ஸ்களைக் கொண்டுள்ளது, இது தவிர்க்க முடியாமல் வடிகட்டி அலைவரிசைக்குள் வரும்.எனவே, மீட்டமைக்கப்பட்ட சைனூசாய்டின் வடிவத்தைப் பற்றி எந்தவிதமான பிரமைகளும் வேண்டாம்.

RGB LED இன் PWM கட்டுப்பாடு மிகவும் பயனுள்ள மற்றும் திறமையானது. இந்த சாதனத்தில் மூன்று p-n சந்திப்புகள் உள்ளன - சிவப்பு, நீலம், பச்சை. ஒவ்வொரு சேனலின் பிரகாசத்தையும் தனித்தனியாக மாற்றுவதன் மூலம், எல்.ஈ.டி பளபளப்பின் எந்த நிறத்தையும் நீங்கள் பெறலாம் (தூய வெள்ளை தவிர). PWM உடன் ஒளி விளைவுகளை உருவாக்குவதற்கான சாத்தியக்கூறுகள் முடிவற்றவை.

டிஜிட்டல் துடிப்பு அகல பண்பேற்றப்பட்ட சமிக்ஞையின் மிகவும் பொதுவான பயன்பாடு, சுமை வழியாக பாயும் சராசரி மின்னோட்டம் அல்லது மின்னழுத்தத்தைக் கட்டுப்படுத்துவதாகும். ஆனால் இந்த வகை பண்பேற்றத்தின் தரமற்ற பயன்பாடும் சாத்தியமாகும். இது அனைத்தும் வடிவமைப்பாளரின் கற்பனையைப் பொறுத்தது.

தொடர்புடைய கட்டுரைகள்: