Каква е връзката между честотата на PWM и работния цикъл?

Ей там! Като PWM (модулация на импулсната ширина), ме питат много за връзката между честотата на PWM и работния цикъл. Това е тема, която в началото може да изглежда малко техническа, но след като го закачите, тя е доста проста. И така, нека се потопим точно!

Какво представляват PWM честотата и работния цикъл?

Първо, нека бързо да определим каква са честотата на PWM и цикъла на работния цикъл. PWM е техника, използвана за контрол на мощността, доставена на електрическо устройство чрез бързо изключване и изключване на захранването.

PWM честотата се отнася до това колко често цикълът на ON -OFF се повтаря за секунда. Измерва се в Hertz (Hz). Например, ако честотата е 100 Hz, това означава, че цикълът ON -OFF се случва 100 пъти всяка секунда. По -високата честота означава цикълът се повтаря по -често, а по -ниската честота означава, че се повтаря по -рядко.

От друга страна, дежурният цикъл е процентът на времето, по който мощността е включена по време на един пълен цикъл на изключване. Тя се изразява като стойност между 0% и 100%. Работен цикъл от 0% означава, че мощността винаги е изключена, а работен цикъл от 100% означава, че мощността винаги е включена.

Как взаимодействат честотата и работния цикъл

Сега, нека поговорим за това как тези два параметъра си взаимодействат помежду си. В много приложения честотният и работен цикъл могат да се регулират независимо, но и двамата оказват значително влияние върху работата на системата.

Въздействие върху доставката на енергия

Дълговият цикъл директно засяга средната мощност, доставена на товара. По -висок цикъл означава, че се доставя повече мощност, тъй като мощността е включена за по -голяма част от цикъла. Например, ако имате 50% работен цикъл, средната доставена мощност е половината от това, което би било, ако мощността винаги е била (100% работен цикъл).

Честотата обаче не влияе пряко върху средната мощност. Но това може да повлияе на това как натоварването реагира на импулсната мощност. Някои товари са по -чувствителни към честотата на PWM сигнала. Например, при приложението за управление на двигателя, ниската честота може да доведе до вибриране на двигателя или да вдига шум, докато по -висока честота може да доведе до по -плавна работа.

Въздействие върху превключването на загубите

В електронните схеми има превключване на загуби, свързани с включване и изключване на захранването. Тези загуби възникват, тъй като има малко време, когато превключвателят преминава между състоянията на включване и изключване и през това време както напрежението през превключвателя, така и тока през него не е нула.

Честотата има пряко влияние върху загубите на превключване. По -високата честота означава повече превключване на събития в секунда, което от своя страна означава повече загуби на превключване. От друга страна, дежурният цикъл има по -малко пряко въздействие върху загубите на превключване, но може да повлияе на цялостното разсейване на мощността във веригата.

Въздействие върху изискванията за филтриране

Когато използвате PWM за контрол на товар, често е необходимо да използвате филтър, за да изгладите импулсната мощност и да го преобразувате в по -постоянно постояннотоково напрежение или ток. Честотата на PWM сигнала влияе върху дизайна на филтъра. По -високата честота обикновено изисква по -малък филтър, тъй като импулсите са по -близки заедно и е по -лесно да ги изгладите.

Дълговият цикъл може да повлияе и на изискванията за филтриране. Много нисък или много високо натоварен цикъл може да изисква различен дизайн на филтъра в сравнение с работен цикъл по -близо до 50%.

Практически приложения и съображения

Нека разгледаме някои практически приложения на PWM и как е от значение връзката между честотата и работното цикъл.

LED затъмняване

В LED приложения за осветление PWM обикновено се използва за контрол на яркостта на светодиодите. Дълговият цикъл определя яркостта на светодиодите. По -високото натоварен цикъл прави светодиодите по -ярки, а цикълът с по -нисък натоварване ги прави по -големи.

Честотата е важна и за затъмняване на LED. Ако честотата е твърде ниска, човешкото око може да бъде в състояние да открие трептене на светодиодите. Обикновено се препоръчва честота от около 100 Hz или по -висока, за да се избегне видимо трептене.

Контрол на двигателя

Както бе споменато по -рано, в приложенията за управление на двигателя, работен цикъл контролира скоростта на двигателя. По -високото натоварен цикъл осигурява повече мощност на двигателя, което води до по -висока скорост.

Честотата влияе на гладкостта на работата на двигателя. Ниската честота може да накара двигателя да произвежда резки движение или да издава шум, докато по -високата честота може да доведе до по -плавно въртене. Увеличаването на честотата обаче увеличава и загубите на превключване в веригата на водача на двигателя.

Нашите PWM продукти

В нашата компания ние предлагаме набор от PWM контролери за слънчеви такси, които са проектирани да осигуряват ефективно и надеждно управление на мощността за слънчеви панели. Имаме различни модели с различни текущи оценки, които да отговарят на различни приложения.

Например, нашите10A PWM контролер за слънчева зарядае подходящ за малки системи за слънчева енергия. Тя ви позволява да регулирате PWM честотата и работен цикъл, за да оптимизирате процеса на зареждане на вашите слънчеви панели.

Ако имате нужда от по -висок токов рейтинг, ние също имаме20A PWM контролер за слънчева зарядаи30A PWM контролер за слънчев заряд. Тези контролери са идеални за по -големи слънчеви енергийни системи, където трябва да се управлява повече мощност.

Заключение

В заключение, връзката между честотата на PWM и работния цикъл е сложна, но от решаващо значение за правилната работа на много електрически и електронни системи. Дълговият цикъл директно засяга средната мощност, доставена на натоварването, докато честотата влияе върху това как натоварването реагира на импулсната мощност, както и на загубите на превключване и изискванията за филтриране.

Ако се интересувате да научите повече за нашите PWM продукти или имате въпроси относно PWM честотата и цикъла на работното място, не се колебайте да достигнете. Винаги се радваме да ви помогнем да намерите правилното решение за вашето приложение. Независимо дали работите по малък проект за сам DIY или с голямо приложение на мащаб, нашият екип от експерти може да ви осигури подкрепата и съветите, от които се нуждаете.

ЛИТЕРАТУРА

• Dorf, RC, & Svoboda, JA (2016). Въведение в електрическите вериги. Уайли.
• Mohan, N., Undeland, TM, & Robbins, WP (2012). Power Electronics: Преобразуватели, приложения и дизайн. Уайли.