ממירי פולי רוחב מאופנים (מהפך PWM) החליפו את הגרסאות הישנות יותר של הממירים ויש להם מגוון רחב של יישומים. כמעט אלה משמשים במעגלים אלקטרוניים חשמליים. הממירים המבוססים על טכנולוגיית PWM מחזיקים MOSFETs בשלב המיתוג של הפלט. רוב ה ממירים הזמינים כיום מחזיקים בטכנולוגיית PWM זו ומסוגלים לייצר מתח AC בגדלים ותדרים שונים. ישנם מעגלי הגנה ובקרה מרובים בסוגים אלה של ממירים. הטמעת טכנולוגיית PWM בממירים הופכת אותה למתאימה ואידיאלית עבור העומסים המובהקים המחוברים.
מהו מהפך PWM?
מהפך שהפונקציונליות שלו תלויה ב אפנון רוחב הדופק הטכנולוגיה מכונה ממירי PWM. אלה מסוגלים לשמור על מתח היציאה כמתחים המדורגים בהתאם למדינה ללא קשר לסוג העומס המחובר. ניתן להשיג זאת על ידי שינוי רוחב תדר המיתוג במתנד.
דיאגרמת מעגל מהפך PWM
דיאגרמת מעגלים של מהפך PWM ניתנת בתרשים שלהלן
דיאגרמת מעגל מהפך PWM
ישנם מעגלים שונים המשמשים בממירי PWM. חלקם מפורטים להלן
מעגל חיישן זרם טעינה של סוללה
מטרתו של מעגל זה היא לחוש את הזרם המשמש לטעינת הסוללה ולשמור על הערך המדורג. חשוב להימנע מתנודות כדי להגן על חיי המדף של הסוללות.
מעגל חישת מתח סוללה
מעגל זה משמש לחישת המתח הנדרש לטעינת הסוללה כשהוא מותש ולהתחיל טעינה זולגת של הסוללה לאחר טעינה מלאה.
מעגל חישה לרשת החשמל
מעגל זה אמור לחוש את זמינותם של רשתות החשמל . אם הוא זמין אז המהפך יהיה במצב טעינה ובהיעדר רשת החשמל המהפך יהיה במצב סוללה.
מעגל התחלה רכה
הוא משמש לעיכוב הטעינה בין 8 ל -10 שניות לאחר חידוש החשמל. זה להגן על ה- MOSFET מפני הזרמים הגבוהים. זה נקרא גם עיכוב Mains.
החלף מעגל
בהתבסס על זמינות החשמל מעגל זה מחליף את פעולת המהפך בין המצבר למצבי הטעינה.
כבה את המעגל
מעגל זה הוא לפקח על המהפך מקרוב ולכבות אותו בכל פעם שמתרחשת חריגה כלשהי.
מעגל בקר PWM
כדי לווסת את המתח ביציאה משתמשים בבקר זה. המעגל צריך לבצע פעולות PWM משולבות ב- IC ואלה קיימות במעגל זה.
מעגל טעינת סוללות
תהליך טעינת הסוללה במהפך נשלט על ידי מעגל זה. הפלט שנוצר ממעגל החישה של רשת החשמל ומעגלי החיישן של הסוללה הוא הקלטים למעגל זה.
מעגל מתנד
מעגל זה משולב ב- IC של PWM. הוא משמש ליצירת תדרי מיתוג.
מעגל נהג
הפלט של המהפך מונע על ידי מעגל זה בהתבסס על אות המיתוג של התדר שנוצר. זה דומה לזה של מעגל מגבר קדם.
מדור תפוקה
קטע פלט זה כולל שנאי מדרגה והוא משמש להנעת העומס.
עקרון עבודה
תכנון מהפך כולל טופולוגיות שונות של מעגלי הספק ושיטות הבקרה על המתח. החלק המרוכז ביותר של המהפך הוא צורת הגל שלו שנוצרת בפלט. לצורך סינון נעשה שימוש במשרני צורת הגל והקבלים. על מנת להפחית את ההרמוניות מהפלט מסנני מעבר נמוך משומשים.
אם המהפך מחזיק בערך קבוע של תדרי פלט נעשה שימוש במסנני תהודה. עבור התדרים המתכווננים בפלט, המסננים מכוונים מעל לערך המרבי של התדר הבסיסי. טכנולוגיית PWM משנה את מאפייני הגל המרובע. הפולסים המשמשים למיתוג מווסתים ומווסתים לפני שהוא סיפק לעומס המחובר. כשאין דרישה לבקרת מתח משתמשים ברוחב הדופק הקבוע.
PWM סוגי מהפכים וצורות גל
הטכניקה של PWM במהפך מורכבת משני אותות. אות אחד מיועד להתייחסות והשני יהיה המוביל. הדופק הנדרש למיתוג מצב המהפך יכול להיווצר על ידי ההשוואה בין שני האותות הללו. ישנן טכניקות PWM שונות.
אפנון רוחב דופק יחיד (SPWM)
בכל חצי מחזור, יש רק דופק אחד זמין לשליטה בטכניקה. אות הגל המרובע יהיה להפניה וגל משולש יהיה המוביל. דופק השער שנוצר יהיה תוצאה של השוואת המוביל ואת אותות הייחוס. הרמוניות גבוהות יותר היא החיסרון העיקרי בטכניקה זו.
אפנון רוחב דופק יחיד
אפנון רוחב דופק מרובה (MPWM)
טכניקת MPWM משמשת כדי להתגבר על החיסרון של SPWM. במקום דופק יחיד, משתמשים בפולסים מרובים לכל חצי מחזור של המתח ביציאה. התדר ביציאה נשלט על ידי בקרת תדר המוביל.
אפנון רוחב דופק מרובה
אפנון רוחב דופק סינוסי
בסוג זה של טכניקת PWM, במקום גל מרובע, משמש גל סינוס כנקודת התייחסות והמוביל יהיה גל משולש. גל הסינוס יהיה הפלט וערך המתח RMS שלו נשלט על ידי אינדקס האפנון.
אפנון רוחב דופק סינוסי
שינוי אפנון רוחב הדופק הסינוסי
גל המוביל מוחל במשך מרווח השישים והמעלה הראשון בכל חצי מחזור. שינוי זה הונהג לשיפור המאפיינים ההרמוניים. זה מקטין את ההפסד עקב החלפה ומגדיל את המרכיב הבסיסי.
שינוי אפנון רוחב הדופק הסינוסי
יישומים
לרוב ממירי PWM משמשים בכונני AC המהירים כאשר מהירות הכונן תלויה בשונות בתדירות המתח המיושם. בעיקר ניתן לשלוט על המעגלים באלקטרוניקה כוח באמצעות אותות PWM. כדי ליצור את האותות בצורה אנלוגית ממכשירים דיגיטליים כמו מיקרו-בקרים , טכניקת ה- PWM מועילה. יתר על כן, ישנם יישומים שונים בהם נעשה שימוש בטכנולוגיית PWM במעגלים שונים.
לפיכך, מדובר בסך הכל בסקירה של מהפך PWM, סוגים, עבודה ויישומיהם. האם אתה יכול לתאר כיצד משתמשים בטכנולוגיית PWM בטלקומוניקציה?
