Co to jest modulacja szerokości impulsu

Co to jest PWM? PWM nazywany jest również modulacją szerokości impulsu. PWM (modulacja szerokości impulsu) działa poprzez sterowanie obwodami analogowymi poprzez wyjście cyfrowe mikroprocesora, co jest bardzo skuteczną technologią szeroko stosowaną w pomiarach, komunikacji oraz sterowaniu mocą i konwersji w wielu obszarach.

Teoria modulacji szerokości impulsu

Wraz z rozwojem technologii elektronicznej pojawiło się wiele technologii PWM, w tym: kontrola napięcia fazowego PWM, metoda szerokości impulsu PWM, losowe PWM, metoda SPWM, kontrola napięcia sieciowego PWM itp. oraz inteligentna bateria niklowo-wodorowa ładowarka wykorzystuje metodę szerokości impulsu PWM, która uwzględnia każdy ciąg impulsów o tej samej szerokości impulsu, co przebieg PWM. FM można zrealizować poprzez zmianę okresu ciągu impulsów, zmianę szerokości impulsu lub cykl pracy może regulować napięcie. Koordynację napięcia i częstotliwości można osiągnąć stosując odpowiednią metodę sterowania. Dostosowując okres PWM i cykl pracy PWM, można osiągnąć prąd ładowania.

Analogowe napięcie i prąd można bezpośrednio wykorzystać do sterowania, np. regulacji głośności radia samochodowego. W prostym radiu analogowym pokrętło jest połączone z rezystorem zmiennym. W miarę obracania pokrętła wartość oporu zwiększa się lub zmniejsza; prąd płynący przez rezystor również będzie się zwiększał lub zmniejszał, zmieniając w ten sposób prąd napędzający głośniki, tak że głośność odpowiednio będzie większa lub mniejsza. Podobnie jak w radiu, wyjście i wejście obwodu analogowego są proporcjonalne.

Chociaż sterowanie analogowe może wydawać się intuicyjne i proste, nie zawsze jest ekonomiczne i wykonalne. Po pierwsze, obwody analogowe mają tendencję do dryfu w czasie, co utrudnia regulację. Precyzyjne obwody analogowe, które mogą rozwiązać ten problem, są czasami bardzo duże, ciężkie (na przykład starszy sprzęt stereo w domu) i drogie. Obwód analogowy może być również bardzo wrażliwy na szum, każdy szum lub zakłócenie z pewnością zmieni wielkość bieżącej wartości.

Cyfrowo sterowane obwody analogowe mogą znacząco obniżyć koszty systemu i zużycie energii. Ponadto wiele mikrokontrolerów i procesorów DSP zawiera wbudowane kontrolery PWM, dzięki czemu wdrożenie sterowania cyfrowego staje się łatwiejsze.

Zalety PWM

Jedną z zalet modulacji szerokości impulsu jest to, że sygnały PWM z procesora do kontrolowanego systemu mają postać cyfrową i nie ma potrzeby konwersji cyfrowo-analogowej, co znacznie poprawia wydajność przetwornic częstotliwości. Utrzymanie sygnału w formie cyfrowej może zminimalizować wpływ szumu. Tylko wtedy, gdy szum jest wystarczająco silny, aby zmienić logikę 1 na logikę 0 lub zmienić logikę 0 na logikę 1, może mieć wpływ na sygnał cyfrowy.

Kolejną zaletą PWM w porównaniu ze sterowaniem analogowym jest zwiększona odporność na zakłócenia i jest to główny powód, dla którego czasami do komunikacji wykorzystuje się PWM. Zmiana sygnału analogowego na PWM może znacznie wydłużyć odległość komunikacyjną. Po stronie odbiorczej modulowany przebieg prostokątny o wysokiej częstotliwości można usunąć za pomocą odpowiedniej sieci RC lub LC, a sygnał można przywrócić do postaci analogowej. Ze względu na zalety teorii modulacji szerokości impulsu, technologia PWM jest szeroko stosowana w falownikach elektrycznych.

Krótko mówiąc, modulacja szerokości impulsu PWM jest ekonomiczna, oszczędzająca miejsce i zapobiegająca powstawaniu szumów, co oznacza, że zastosowanie modulacji szerokości impulsu jest opłacalne w wielu projektach inżynierskich. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na temat zastosowań, teorii i więcej na temat modulacji szerokości impulsu, skontaktuj się z nami.