PWM என்றால் என்ன - பல்ஸ் அகல மாடுலேஷன்

பண்பேற்றம் என்பது ஒரு நேரியல் அல்லாத மின் செயல்முறையாகும், இதில் ஒரு சமிக்ஞையின் (கேரியர்) அளவுருக்கள் மற்றொரு சமிக்ஞையைப் பயன்படுத்தி மாற்றப்படுகின்றன (மாடுலேட்டிங், தகவல்). தகவல்தொடர்பு தொழில்நுட்பத்தில், அதிர்வெண், வீச்சு மற்றும் கட்ட பண்பேற்றம் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஆற்றல் மின்னணுவியல் மற்றும் நுண்செயலி தொழில்நுட்பத்தில், பல்ஸ்-அகல பண்பேற்றம் பரவலாகிவிட்டது.

PWM என்றால் என்ன (துடிப்பு அகல மாடுலேஷன்)

அசல் சமிக்ஞையின் துடிப்பு-அகல பண்பேற்றத்துடன், அசல் சமிக்ஞையின் வீச்சு, அதிர்வெண் மற்றும் கட்டம் மாறாமல் இருக்கும். தகவல் சமிக்ஞையின் செயல்பாட்டின் கீழ் செவ்வக துடிப்பின் கால அளவு (அகலம்) மாற்றத்திற்கு உட்பட்டது. ஆங்கில தொழில்நுட்ப இலக்கியத்தில், இது PWM - பல்ஸ்-அகல பண்பேற்றம் என்று சுருக்கமாக அழைக்கப்படுகிறது.

PWM எவ்வாறு செயல்படுகிறது

துடிப்பு அகலம் பண்பேற்றப்பட்ட சமிக்ஞை இரண்டு வழிகளில் உருவாகிறது:

• அனலாக்;
• டிஜிட்டல்.

PWM சிக்னலை உருவாக்கும் அனலாக் முறையின் மூலம், ஒரு மரக்கட்டை அல்லது முக்கோண சமிக்ஞை வடிவத்தில் ஒரு கேரியர் ஒரு தலைகீழாக ஊட்டப்படுகிறது. ஒப்பீட்டாளர் உள்ளீடு, மற்றும் தகவல் - தலைகீழாக மாற்றாதது. மாடுலேட்டிங் சிக்னலை விட உடனடி கேரியர் நிலை அதிகமாக இருந்தால், ஒப்பீட்டாளரின் வெளியீடு பூஜ்ஜியமாகும், குறைவாக இருந்தால் - ஒன்று. வெளியீடு என்பது கேரியர் முக்கோணம் அல்லது ரம்பின் அதிர்வெண்ணுடன் தொடர்புடைய அதிர்வெண் மற்றும் பண்பேற்றம் செய்யும் மின்னழுத்தத்தின் நிலைக்கு விகிதாசாரமாக இருக்கும் ஒரு துடிப்பு நீளம் கொண்ட ஒரு தனித்துவமான சமிக்ஞையாகும்.

உதாரணமாக, ஒரு முக்கோண சமிக்ஞையின் துடிப்பு அகல பண்பேற்றம் நேர்கோட்டில் அதிகரித்து வருகிறது. வெளியீட்டு பருப்புகளின் காலம் வெளியீட்டு சமிக்ஞையின் நிலைக்கு விகிதாசாரமாகும்.

அனலாக் PWM கன்ட்ரோலர்கள் ஆயத்த மைக்ரோ சர்க்யூட்களின் வடிவத்திலும் கிடைக்கின்றன, அதன் உள்ளே ஒரு ஒப்பீட்டாளர் மற்றும் ஒரு கேரியர் தலைமுறை சுற்று நிறுவப்பட்டுள்ளது. வெளிப்புற அதிர்வெண்-அமைப்பு கூறுகளை இணைப்பதற்கும் தகவல் சமிக்ஞையை வழங்குவதற்கும் உள்ளீடுகள் உள்ளன. சக்திவாய்ந்த வெளிநாட்டு விசைகளை கட்டுப்படுத்தும் வெளியீட்டில் இருந்து ஒரு சமிக்ஞை அகற்றப்படுகிறது. பின்னூட்டத்திற்கான உள்ளீடுகளும் உள்ளன - அவை அமைக்கப்பட்ட கட்டுப்பாட்டு அளவுருக்களை பராமரிக்க வேண்டும். எடுத்துக்காட்டாக, TL494 சிப். நுகர்வோரின் சக்தி ஒப்பீட்டளவில் சிறியதாக இருக்கும் சந்தர்ப்பங்களில், உள்ளமைக்கப்பட்ட விசைகளுடன் கூடிய PWM கட்டுப்படுத்திகள் கிடைக்கின்றன. LM2596 மைக்ரோ சர்க்யூட்டின் உள் விசை 3 ஆம்பியர்கள் வரை மின்னோட்டத்திற்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.

சிறப்பு மைக்ரோ சர்க்யூட்கள் அல்லது நுண்செயலிகளைப் பயன்படுத்தி டிஜிட்டல் முறை மேற்கொள்ளப்படுகிறது. துடிப்பு நீளம் உள் நிரலால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. பிரபலமான PIC மற்றும் AVR உட்பட பல மைக்ரோகண்ட்ரோலர்கள், PWM "ஆன் போர்டில்" வன்பொருள் செயல்படுத்துவதற்கான உள்ளமைக்கப்பட்ட தொகுதியைக் கொண்டுள்ளன, PWM சிக்னலைப் பெற, நீங்கள் தொகுதியைச் செயல்படுத்தி அதன் செயல்பாட்டு அளவுருக்களை அமைக்க வேண்டும்.அத்தகைய தொகுதி கிடைக்கவில்லை என்றால், PWM ஐ முற்றிலும் மென்பொருளால் ஒழுங்கமைக்க முடியும், இது கடினம் அல்ல. இந்த முறை வெளியீடுகளின் நெகிழ்வான பயன்பாட்டின் மூலம் அதிக சக்தியையும் சுதந்திரத்தையும் அளிக்கிறது, ஆனால் அதிக கட்டுப்படுத்தி வளங்களைப் பயன்படுத்துகிறது.

PWM சிக்னலின் சிறப்பியல்புகள்

PWM சமிக்ஞையின் முக்கிய பண்புகள்:

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

வோல்ட்டுகளின் வீச்சு சுமைகளைப் பொறுத்து அமைக்கப்படுகிறது. இது நுகர்வோரின் மதிப்பிடப்பட்ட விநியோக மின்னழுத்தத்தை வழங்க வேண்டும்.

துடிப்பு அகலத்தால் மாற்றியமைக்கப்பட்ட சமிக்ஞையின் அதிர்வெண் பின்வரும் கருத்தில் இருந்து தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது:

1. அதிக அதிர்வெண், அதிக கட்டுப்பாட்டு துல்லியம்.
2. PWM ஆல் கட்டுப்படுத்தப்படும் சாதனத்தின் மறுமொழி நேரத்தை விட அதிர்வெண் குறைவாக இருக்கக்கூடாது, இல்லையெனில் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட அளவுருவின் குறிப்பிடத்தக்க சிற்றலைகள் ஏற்படும்.
3. அதிக அதிர்வெண், அதிக மாறுதல் இழப்புகள். விசையின் மாறுதல் நேரம் வரையறுக்கப்பட்டதாக இருப்பதால் இது எழுகிறது. பூட்டப்பட்ட நிலையில், அனைத்து விநியோக மின்னழுத்தமும் முக்கிய உறுப்பு மீது குறைகிறது, ஆனால் கிட்டத்தட்ட மின்னோட்டம் இல்லை. திறந்த நிலையில், முழு சுமை மின்னோட்டம் விசையின் வழியாக பாய்கிறது, ஆனால் மின்னழுத்த வீழ்ச்சி சிறியது, ஏனெனில் செயல்திறன் எதிர்ப்பு சில ஓம்ஸ் ஆகும். இரண்டு சந்தர்ப்பங்களிலும், சக்தி சிதறல் மிகக் குறைவு. ஒரு மாநிலத்திலிருந்து இன்னொரு நிலைக்கு மாறுவது விரைவாக நிகழ்கிறது, ஆனால் உடனடியாக அல்ல. திறத்தல்-பூட்டுதல் செயல்பாட்டில், ஒரு பெரிய மின்னழுத்தம் பகுதி திறந்த உறுப்பு மீது குறைகிறது மற்றும் அதே நேரத்தில் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க மின்னோட்டம் அதன் வழியாக பாய்கிறது. இந்த நேரத்தில், சிதறடிக்கப்பட்ட சக்தி அதிக மதிப்புகளை அடைகிறது. இந்த காலம் குறுகியது, விசையை கணிசமாக சூடேற்ற நேரம் இல்லை.ஆனால் ஒரு யூனிட் நேரத்திற்கு இதுபோன்ற நேர இடைவெளிகளின் அதிர்வெண் அதிகரிப்பதன் மூலம், அது அதிகமாகிறது, மேலும் வெப்ப இழப்புகள் அதிகரிக்கும். எனவே, விசைகளை உருவாக்க, வேகமான கூறுகளைப் பயன்படுத்துவது முக்கியம்.
4. வாகனம் ஓட்டும் போது மின்சார மோட்டார் அதிர்வெண் ஒரு நபருக்கு கேட்கக்கூடிய பகுதியில் இருந்து எடுக்கப்பட வேண்டும் - 25 kHz மற்றும் அதற்கு மேல். ஏனெனில் குறைந்த PWM அதிர்வெண்ணில், விரும்பத்தகாத விசில் ஏற்படுகிறது.

இந்த தேவைகள் பெரும்பாலும் ஒருவருக்கொருவர் முரண்படுகின்றன, எனவே சில சந்தர்ப்பங்களில் அதிர்வெண் தேர்வு ஒரு சமரசம் ஆகும்.

பண்பேற்றம் மதிப்பு கடமை சுழற்சியை வகைப்படுத்துகிறது. துடிப்பு மறுநிகழ்வு விகிதம் நிலையானதாக இருப்பதால், காலத்தின் கால அளவும் நிலையானதாக இருக்கும் (T=1/f). காலம் ஒரு உந்துதல் மற்றும் இடைநிறுத்தம் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது, முறையே ஒரு கால அளவைக் கொண்டுள்ளது, டி_imp மற்றும் டி_{இடைநிறுத்துகிறது}, மற்றும் டி_imp+t_{இடைநிறுத்துகிறது}=டி. கடமை சுழற்சி என்பது காலத்திற்கான துடிப்பு கால விகிதமாகும் - S \u003d t_imp/டி. ஆனால் நடைமுறையில் பரஸ்பர மதிப்பைப் பயன்படுத்துவது மிகவும் வசதியானதாக மாறியது - நிரப்பு காரணி: D=1/S=T/t_imp. நிரப்பு காரணியை சதவீதமாக வெளிப்படுத்துவது இன்னும் வசதியானது.

PWM க்கும் SIR க்கும் என்ன வித்தியாசம்

வெளிநாட்டு தொழில்நுட்ப இலக்கியங்களில் துடிப்பு-அகல பண்பேற்றம் மற்றும் துடிப்பு-அகல ஒழுங்குமுறை (PWR) ஆகியவற்றுக்கு இடையே எந்த வித்தியாசமும் இல்லை. ரஷ்ய வல்லுநர்கள் இந்த கருத்துகளை வேறுபடுத்த முயற்சிக்கின்றனர். உண்மையில், PWM என்பது ஒரு வகை பண்பேற்றம் ஆகும், அதாவது, மற்றொன்றின் செல்வாக்கின் கீழ் கேரியர் சிக்னலில் ஏற்படும் மாற்றங்கள், ஒன்றை மாற்றியமைத்தல். கேரியர் சிக்னல் தகவலின் கேரியராக செயல்படுகிறது, மேலும் மாடுலேட்டிங் சிக்னல் இந்தத் தகவலை அமைக்கிறது. மற்றும் துடிப்பு-அகல ஒழுங்குமுறை என்பது PWM ஐப் பயன்படுத்தி சுமை பயன்முறையை ஒழுங்குபடுத்துவதாகும்.

PWM இன் காரணங்கள் மற்றும் பயன்பாடுகள்

துடிப்பு அகல பண்பேற்றத்தின் கொள்கை பயன்படுத்தப்படுகிறது சக்திவாய்ந்த ஒத்திசைவற்ற மோட்டார்களின் வேகக் கட்டுப்படுத்திகள். இந்த வழக்கில், சரிசெய்யக்கூடிய அதிர்வெண் மாடுலேட்டிங் சிக்னல் (ஒற்றை-கட்டம் அல்லது மூன்று-கட்டம்) குறைந்த-சக்தி சைன் அலை ஜெனரேட்டரால் உருவாக்கப்பட்டு, அனலாக் முறையில் கேரியரில் மிகைப்படுத்தப்படுகிறது. வெளியீடு ஒரு PWM சமிக்ஞையாகும், இது தேவையான சக்தியின் விசைகளுக்கு வழங்கப்படுகிறது. பின்னர் நீங்கள் ஒரு குறைந்த-பாஸ் வடிகட்டி மூலம் பருப்புகளின் விளைவாக வரும் வரிசையை அனுப்பலாம், எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு எளிய RC சுற்று மூலம், அசல் சைனூசாய்டைத் தேர்ந்தெடுக்கவும். அல்லது நீங்கள் இல்லாமல் செய்யலாம் - இயந்திரத்தின் செயலற்ற தன்மை காரணமாக வடிகட்டுதல் இயற்கையாகவே ஏற்படும். வெளிப்படையாக, அதிக கேரியர் அதிர்வெண், வெளியீட்டு அலைவடிவம் அசல் சைனூசாய்டுக்கு நெருக்கமாக இருக்கும்.

ஒரு இயற்கையான கேள்வி எழுகிறது - ஜெனரேட்டரின் சமிக்ஞையை உடனடியாக பெருக்குவது ஏன் சாத்தியமில்லை, எடுத்துக்காட்டாக, சக்திவாய்ந்த டிரான்சிஸ்டர்களைப் பயன்படுத்துதல்? ஏனெனில் நேரியல் முறையில் இயங்கும் ஒரு ஒழுங்குபடுத்தும் உறுப்பு, சுமைக்கும் விசைக்கும் இடையே சக்தியை மறுபகிர்வு செய்யும். இந்த வழக்கில், முக்கிய உறுப்பு மீது குறிப்பிடத்தக்க சக்தி வீணடிக்கப்படுகிறது. ஒரு சக்திவாய்ந்த கட்டுப்பாட்டு உறுப்பு ஒரு முக்கிய பயன்முறையில் (டிரினிஸ்டர், ட்ரையாக், RGBT டிரான்சிஸ்டர்) செயல்பட்டால், சக்தி காலப்போக்கில் விநியோகிக்கப்படுகிறது. இழப்புகள் மிகவும் குறைவாக இருக்கும், மேலும் செயல்திறன் மிக அதிகமாக இருக்கும்.

டிஜிட்டல் தொழில்நுட்பத்தில், துடிப்பு-அகல ஒழுங்குமுறைக்கு குறிப்பிட்ட மாற்று எதுவும் இல்லை. சிக்னல் வீச்சு நிலையானது, மின்னழுத்தம் மற்றும் மின்னோட்டத்தை துடிப்பு அகலத்துடன் கேரியரை மாற்றியமைத்து பின்னர் சராசரியாக மாற்றுவதன் மூலம் மட்டுமே மாற்ற முடியும். எனவே, துடிப்பு சமிக்ஞையை சராசரியாகக் கொண்ட பொருட்களின் மீது மின்னழுத்தத்தையும் மின்னோட்டத்தையும் கட்டுப்படுத்த PWM பயன்படுத்தப்படுகிறது. சராசரி வெவ்வேறு வழிகளில் நிகழ்கிறது:

1. சுமை மந்தநிலை காரணமாக.இவ்வாறு, தெர்மோஎலக்ட்ரிக் ஹீட்டர்கள் மற்றும் ஒளிரும் விளக்குகளின் வெப்ப நிலைத்தன்மை, பருப்புகளுக்கு இடையே உள்ள இடைநிறுத்தங்களில் ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட பொருள்கள் குறிப்பிடத்தக்க வகையில் குளிர்ச்சியடையாமல் இருக்க அனுமதிக்கிறது.
2. உணர்வின் செயலற்ற தன்மை காரணமாக. எல்.ஈ.டிக்கு துடிப்பிலிருந்து துடிப்புக்கு வெளியே செல்ல நேரம் உள்ளது, ஆனால் மனிதக் கண் இதை கவனிக்கவில்லை மற்றும் மாறுபட்ட தீவிரத்துடன் நிலையான பளபளப்பாக உணர்கிறது. LED திரைகளின் புள்ளிகளின் பிரகாசத்தை கட்டுப்படுத்த இந்த கொள்கை பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஆனால் பல நூறு ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண் கொண்ட கண்ணுக்குத் தெரியாத சிமிட்டல் இன்னும் உள்ளது மற்றும் கண் சோர்வை ஏற்படுத்துகிறது.
3. இயந்திர மந்தநிலை காரணமாக. இந்த சொத்து பிரஷ்டு டிசி மோட்டார்கள் கட்டுப்பாட்டில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஒழுங்கின் சரியாக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட அதிர்வெண் மூலம், இறந்த இடைநிறுத்தங்களில் மோட்டாருக்கு மெதுவாக 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 சந்தர்ப்பங்களில் இந்தப் பாத்திரத்தை ஏற்கனவே குறிப்பிட்டுள்ள லோ-பாஸ் வடிப்பானால் எடுத்துக்கொள்ளலாம் (எல்பிஎஃப்) ஆர்சி சங்கிலி வடிவில். நடைமுறை நோக்கங்களுக்காக, இது போதுமானது, ஆனால் சிதைவு இல்லாமல் குறைந்த-பாஸ் வடிகட்டியைப் பயன்படுத்தி PWM இலிருந்து அசல் சமிக்ஞையை தனிமைப்படுத்துவது சாத்தியமில்லை என்பதை புரிந்து கொள்ள வேண்டும். எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, PWM ஸ்பெக்ட்ரம் எண்ணற்ற ஹார்மோனிக்ஸ்களைக் கொண்டுள்ளது, அவை தவிர்க்க முடியாமல் வடிகட்டியின் பாஸ்பேண்டில் விழும். எனவே, புனரமைக்கப்பட்ட சைனூசாய்டின் வடிவத்தைப் பற்றி ஒருவர் மாயைகளை உருவாக்கக்கூடாது.

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

துடிப்பு அகல பண்பேற்றப்பட்ட டிஜிட்டல் சிக்னலின் மிகவும் பொதுவான பயன்பாடானது, ஒரு சுமை வழியாக பாயும் சராசரி மின்னோட்டம் அல்லது மின்னழுத்தத்தைக் கட்டுப்படுத்துவதாகும். ஆனால் இந்த வகை பண்பேற்றத்தின் தரமற்ற பயன்பாடும் சாத்தியமாகும். இது அனைத்தும் டெவலப்பரின் கற்பனையைப் பொறுத்தது.

இதே போன்ற கட்டுரைகள்: