ความสัมพันธ์ระหว่างความถี่ PWM และวัฏจักรหน้าที่คืออะไร?

เฮ้ ในฐานะซัพพลายเออร์ PWM (การปรับความกว้างพัลส์) ฉันได้รับการถามมากมายเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างความถี่ PWM และวัฏจักรหน้าที่ มันเป็นหัวข้อที่อาจดูเป็นเทคนิคเล็กน้อยในตอนแรก แต่เมื่อคุณได้รับมันมันค่อนข้างตรงไปตรงมา ดังนั้นเรามาดำน้ำกันเถอะ!

ความถี่และรอบการทำงานของ PWM คืออะไร?

ก่อนอื่นเรามากำหนดความถี่และรอบการทำงานของ PWM อย่างรวดเร็ว PWM เป็นเทคนิคที่ใช้ในการควบคุมพลังงานที่ส่งไปยังอุปกรณ์ไฟฟ้าโดยการเปิดและปิดการเปิดและปิดอย่างรวดเร็ว

ความถี่ PWM หมายถึงความถี่ที่ ON - OFF Cycle ทำซ้ำในวินาที มันวัดใน Hertz (Hz) ตัวอย่างเช่นหากความถี่คือ 100 Hz หมายความว่ารอบเปิด - ปิดเกิดขึ้น 100 ครั้งทุกวินาที ความถี่ที่สูงขึ้นหมายถึงวัฏจักรซ้ำบ่อยขึ้นและความถี่ที่ต่ำกว่าหมายถึงการทำซ้ำบ่อยครั้ง

ในทางกลับกันรอบการทำงานคือเปอร์เซ็นต์ของเวลาที่พลังงานเปิดอยู่ในช่วงปิดรอบหนึ่งรอบ มันแสดงเป็นค่าระหว่าง 0% ถึง 100% รอบการทำงานที่ 0% หมายถึงพลังงานปิดอยู่เสมอและรอบการทำงานของ 100% หมายถึงพลังงานเปิดอยู่เสมอ

ความถี่และรอบการทำงานมีการโต้ตอบอย่างไร

ตอนนี้เรามาพูดถึงว่าพารามิเตอร์ทั้งสองนี้มีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไร ในหลายแอปพลิเคชันความถี่และรอบการทำงานสามารถปรับได้อย่างอิสระ แต่ทั้งคู่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพของระบบ

ผลกระทบต่อการส่งมอบพลังงาน

รอบการทำงานมีผลโดยตรงต่อพลังงานเฉลี่ยที่ส่งไปยังโหลด วัฏจักรหน้าที่ที่สูงขึ้นหมายถึงการส่งมอบพลังงานมากขึ้นเนื่องจากกำลังเปิดใช้งานส่วนใหญ่ของวัฏจักร ตัวอย่างเช่นหากคุณมีรอบการทำงาน 50% พลังงานเฉลี่ยที่ส่งมอบเป็นครึ่งหนึ่งของสิ่งที่จะเป็นถ้าพลังงานอยู่เสมอ (รอบการทำงาน 100%)

อย่างไรก็ตามความถี่ไม่ส่งผลโดยตรงต่อพลังงานเฉลี่ย แต่มันสามารถมีอิทธิพลต่อวิธีการที่โหลดตอบสนองต่อพลังงานพัลซิ่ง โหลดบางอย่างมีความไวต่อความถี่ของสัญญาณ PWM มากขึ้น ตัวอย่างเช่นในแอปพลิเคชันการควบคุมมอเตอร์ความถี่ต่ำอาจทำให้มอเตอร์สั่นสะเทือนหรือส่งเสียงดังในขณะที่ความถี่ที่สูงขึ้นอาจส่งผลให้การทำงานราบรื่นขึ้น

ผลกระทบต่อการสลับการสูญเสีย

ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์มีการสลับการสูญเสียที่เกี่ยวข้องกับการเปิดและปิดพลังงาน การสูญเสียเหล่านี้เกิดขึ้นเนื่องจากมีเวลาเล็กน้อยเมื่อสวิตช์เปลี่ยนระหว่างสถานะเปิดและปิดและในช่วงเวลานี้ทั้งแรงดันไฟฟ้าข้ามสวิตช์และกระแสผ่านมันไม่ใช่ศูนย์

ความถี่มีผลกระทบโดยตรงต่อการสูญเสียการสลับ ความถี่ที่สูงขึ้นหมายถึงเหตุการณ์การสลับมากขึ้นต่อวินาทีซึ่งจะหมายถึงการสูญเสียการสลับมากขึ้น ในทางกลับกันรอบการทำงานมีผลกระทบโดยตรงต่อการสูญเสียการสลับ แต่อาจส่งผลกระทบต่อการกระจายพลังงานโดยรวมในวงจร

ผลกระทบต่อข้อกำหนดการกรอง

เมื่อใช้ PWM เพื่อควบคุมโหลดมักจะต้องใช้ตัวกรองเพื่อทำให้พลังงานพัลซิ่งเรียบและแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้า DC หรือกระแสคงที่มากขึ้น ความถี่ของสัญญาณ PWM มีผลต่อการออกแบบตัวกรอง ความถี่ที่สูงขึ้นโดยทั่วไปต้องใช้ตัวกรองขนาดเล็กเนื่องจากพัลส์อยู่ใกล้กันมากขึ้นและง่ายกว่าที่จะทำให้มันเรียบง่าย

รอบการทำงานอาจส่งผลกระทบต่อข้อกำหนดการกรอง รอบการทำงานที่ต่ำหรือสูงมากอาจต้องใช้การออกแบบตัวกรองที่แตกต่างกันเมื่อเทียบกับรอบการทำงานที่ใกล้เคียงกับ 50%

แอปพลิเคชันและข้อควรพิจารณาในทางปฏิบัติ

ลองดูแอปพลิเคชั่นที่ใช้งานได้จริงของ PWM และความสัมพันธ์ระหว่างความถี่และรอบการทำงาน

LED Dimming

ในแอปพลิเคชันแสง LED PWM มักใช้เพื่อควบคุมความสว่างของ LED รอบการทำงานกำหนดความสว่างของไฟ LED รอบการทำงานที่สูงขึ้นทำให้ไฟ LED สว่างขึ้นและรอบการทำงานที่ต่ำกว่าทำให้พวกเขาหรี่ลง

ความถี่ก็มีความสำคัญในการหรี่ไฟ LED หากความถี่ต่ำเกินไปตามนุษย์อาจสามารถตรวจจับการกะพริบของไฟ LED มักจะแนะนำความถี่ประมาณ 100 Hz หรือสูงกว่าเพื่อหลีกเลี่ยงการกะพริบที่มองเห็นได้

การควบคุมมอเตอร์

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ในแอพพลิเคชั่นควบคุมมอเตอร์วงจรหน้าที่ควบคุมความเร็วของมอเตอร์ รอบการทำงานที่สูงขึ้นให้พลังงานมากขึ้นกับมอเตอร์ส่งผลให้ความเร็วสูงขึ้น

ความถี่มีผลต่อความราบรื่นของการทำงานของมอเตอร์ ความถี่ต่ำสามารถทำให้มอเตอร์สร้างการเคลื่อนไหวกระตุกหรือส่งเสียงดังในขณะที่ความถี่ที่สูงขึ้นสามารถนำไปสู่การหมุนที่ราบรื่นขึ้น อย่างไรก็ตามการเพิ่มความถี่ยังเพิ่มการสูญเสียการสลับในวงจรไดรเวอร์มอเตอร์

ผลิตภัณฑ์ PWM ของเรา

ที่ บริษัท ของเราเรานำเสนอตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ PWM ที่ออกแบบมาเพื่อให้การจัดการพลังงานที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้สำหรับแผงโซลาร์เซลล์ เรามีโมเดลที่แตกต่างกันด้วยการจัดอันดับปัจจุบันที่แตกต่างกันเพื่อให้เหมาะกับการใช้งานที่แตกต่างกัน

ตัวอย่างเช่นของเรา10A PWM Solar Charge Controllerเหมาะสำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดเล็ก ช่วยให้คุณสามารถปรับความถี่ PWM และรอบการทำงานเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการชาร์จสำหรับแผงโซลาร์เซลล์ของคุณ

หากคุณต้องการคะแนนปัจจุบันที่สูงขึ้นเราก็มีตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ 20A PWMและ30A PWM Solar Charge Controller- ตัวควบคุมเหล่านี้เหมาะสำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ที่จำเป็นต้องมีการจัดการพลังงานมากขึ้น

บทสรุป

โดยสรุปความสัมพันธ์ระหว่างความถี่ PWM และวัฏจักรหน้าที่มีความซับซ้อน แต่สำคัญสำหรับการทำงานที่เหมาะสมของระบบไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมาก รอบการทำงานมีผลโดยตรงต่อพลังงานเฉลี่ยที่ส่งไปยังโหลดในขณะที่ความถี่มีผลต่อวิธีการที่โหลดตอบสนองต่อพลังงานพัลซิ่งรวมถึงการสูญเสียการสลับและข้อกำหนดการกรอง

หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ PWM ของเราหรือมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับความถี่และรอบการทำงานของ PWM อย่าลังเลที่จะเข้าถึง เรายินดีที่จะช่วยคุณค้นหาทางออกที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันของคุณ ไม่ว่าคุณจะทำงานในโครงการ DIY ขนาดเล็กหรือแอปพลิเคชันอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราสามารถให้การสนับสนุนและคำแนะนำที่คุณต้องการ

การอ้างอิง

• Dorf, RC, & Svoboda, JA (2016) รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับวงจรไฟฟ้า ไวลีย์
• Mohan, N. , UNDELAND, TM, & Robbins, WP (2012) Power Electronics: ตัวแปลงแอปพลิเคชันและการออกแบบ ไวลีย์