Aký je vzťah medzi frekvenciou PWM a pracovným cyklom?

Hej! Ako dodávateľ PWM (modulácia šírky impulzov) som sa veľa pýtal na vzťah medzi frekvenciou PWM a pracovným cyklom. Je to téma, ktorá by sa mohla na prvý pohľad zdať trochu technická, ale akonáhle sa jej dostanete, je to celkom jednoduché. Takže, poďme sa priamo dovnútra!

Čo sú frekvenčné a pracovné cyklu PWM?

Po prvé, rýchlo definujeme, čo sú frekvencia a pracovný cyklus PWM. PWM je technika, ktorá sa používa na riadenie energie dodávaného do elektrického zariadenia rýchlym zapínaním a vypnutím napájania.

Frekvencia PWM sa týka toho, ako často sa cyklus OF -OFP opakuje za sekundu. Meria sa v Hertz (Hz). Napríklad, ak je frekvencia 100 Hz, znamená to, že cyklus ON - prebieha 100 -krát každú sekundu. Vyššia frekvencia znamená, že cyklus sa opakuje častejšie a nižšia frekvencia znamená, že sa opakuje menej často.

Na druhej strane je pracovný cyklus percento času, keď je sila zapnutá počas jedného kompletného cyklu. Vyjadruje sa ako hodnota medzi 0% a 100%. Cyklus 0% znamená, že sila je vždy vypnutá, a pracovný cyklus 100% znamená, že sila je vždy zapnutá.

Ako interaguje frekvencia a pracovný cyklus

Teraz si povedzme o tom, ako tieto dva parametre vzájomne pôsobia. V mnohých aplikáciách je možné frekvenčný a pracovný cyklus upraviť nezávisle, ale obaja majú významný vplyv na výkon systému.

Vplyv na dodávku energie

Cyklus pracovníka priamo ovplyvňuje priemernú energiu dodávanú na zaťaženie. Vyšší pracovný cyklus znamená, že sa dodáva viac energie, pretože výkon je zapnutý pre väčšiu časť cyklu. Napríklad, ak máte 50 -

Frekvencia však priamo neovplyvňuje priemernú silu. Môže to však ovplyvniť, ako zaťaženie reaguje na pulznú silu. Niektoré zaťaženia sú citlivejšie na frekvenciu signálu PWM. Napríklad v aplikácii riadenia motora môže nízka frekvencia spôsobiť, že motor vibruje alebo vydáva hluk, zatiaľ čo vyššia frekvencia môže mať za následok plynulejšiu prevádzku.

Vplyv na straty prepínania

V elektronických obvodoch existujú straty prepínania spojené s zapínaním a vypínaním napájania. Tieto straty sa vyskytujú, pretože existuje malé množstvo času, keď prepínač prechádza medzi stavmi zapínania aj vypínania, a počas tohto obdobia nie sú napätie naprieč prepínačom a prúdom nulové.

Frekvencia má priamy vplyv na straty prepínania. Vyššia frekvencia znamená viac prepínania udalostí za sekundu, čo znamená viac strát prepínania. Na druhej strane má pracovný cyklus menší priamy vplyv na straty prepínania, ale môže ovplyvniť celkový rozptyl energie v obvode.

Vplyv na požiadavky na filtrovanie

Pri použití PWM na ovládanie zaťaženia je často potrebné použiť filter na vyhladenie impulzného výkonu a jeho premenu na konštantnejšie jednosmerné napätie alebo prúd. Frekvencia signálu PWM ovplyvňuje návrh filtra. Vyššia frekvencia vo všeobecnosti vyžaduje menší filter, pretože impulzy sú bližšie k sebe a je ľahšie ich vyhladiť.

Dvojový cyklus môže tiež ovplyvniť požiadavky na filtrovanie. Veľmi nízky alebo veľmi vysoký pracovný cyklus môže vyžadovať iný návrh filtra v porovnaní s pracovným cyklom bližšie k 50%.

Praktické aplikácie a úvahy

Pozrime sa na niektoré praktické aplikácie PWM a na to, ako záleží na vzťahu medzi frekvenciou a pracovným cyklom.

LED stmievanie

V aplikáciách LED osvetlenia sa PWM bežne používa na kontrolu jasu LED. Dotný cyklus určuje jas LED. Vďaka vyšším pracovným cyklom je LED jasnejšie a nižší pracovný cyklus ich robí stlmenými.

Frekvencia je dôležitá aj pri stmievaní LED. Ak je frekvencia príliš nízka, ľudské oko by mohlo byť schopné zistiť blikanie LED diód. Frekvencia približne 100 Hz alebo vyššia sa zvyčajne odporúča, aby sa zabránilo viditeľnému blikaniu.

Riadenie motora

Ako už bolo uvedené, v aplikáciách riadenia motora riadi rýchlosť motora pracovný cyklus. Vyšší pracovný cyklus poskytuje viac energie pre motor, čo vedie k vyššej rýchlosti.

Frekvencia ovplyvňuje plynulosť prevádzky motora. Nízka frekvencia môže spôsobiť, že motor vytvorí trhavý pohyb alebo vydáva hluk, zatiaľ čo vyššia frekvencia môže viesť k hladšej rotácii. Zvýšenie frekvencie však tiež zvyšuje straty prepínania v obvode vodiča motora.

Naše produkty PWM

V našej spoločnosti ponúkame celý rad regulátorov solárnych nábojov PWM, ktoré sú navrhnuté tak, aby poskytovali efektívne a spoľahlivé riadenie energie pre solárne panely. Máme rôzne modely s rôznymi súčasnými hodnoteniami, ktoré vyhovujú rôznym aplikáciám.

Napríklad náš10A PWM Solar Charge Controllerje vhodný pre malé solárne systémy slnečného výkonu. Umožňuje vám upraviť frekvenciu a pracovný cyklus PWM na optimalizáciu procesu nabíjania pre vaše solárne panely.

Ak potrebujete vyššie súčasné hodnotenie, máme tiež20A PWM Solar Charge Controllera30A PWM Solar Charge Controller. Tieto ovládače sú ideálne pre väčšie systémy solárnej energie, kde je potrebné spravovať viac energie.

Záver

Záverom možno povedať, že vzťah medzi frekvenciou PWM a pracovným cyklom je zložitý, ale rozhodujúci pre správnu prevádzku mnohých elektrických a elektronických systémov. Dvojový cyklus priamo ovplyvňuje priemerný výkon dodávaný na zaťaženie, zatiaľ čo frekvencia ovplyvňuje spôsob, akým zaťaženie reaguje na pulzný výkon, ako aj na spínacie straty a požiadavky na filtrovanie.

Ak máte záujem dozvedieť sa viac o našich produktoch PWM alebo máte akékoľvek otázky týkajúce sa frekvencie a pracovného cyklu PWM, neváhajte sa osloviť. Vždy vám radi pomôžeme nájsť správne riešenie pre vašu aplikáciu. Či už pracujete na malom projekte pre domácich majstrov alebo na rozsiahlej priemyselnej aplikácii, náš tím odborníkov vám môže poskytnúť podporu a radu, ktorú potrebujete.

Odkazy

• Dorf, RC a Svoboda, JA (2016). Úvod do elektrických obvodov. Wiley.
• Mohan, N., Undeland, TM, & Robbins, WP (2012). Elektronika: Prevodníci, aplikácie a dizajn. Wiley.