Jaki jest związek między częstotliwością PWM a cyklem pracy?

Hej! Jako dostawca PWM (modulacja szerokości impulsowej), wiele pytają mnie o związek między częstotliwością PWM a cyklem pracy. Jest to temat, który na początku może wydawać się nieco techniczny, ale kiedy już go zrozumiesz, jest to dość proste. Więc zanurzmy się dobrze!

Co to są częstotliwość i cykl pracy PWM?

Po pierwsze, szybko zdefiniujmy, jakie są częstotliwość i cykl pracy PWM. PWM to technika stosowana do sterowania mocą dostarczaną do urządzenia elektrycznego poprzez szybkie włączanie i wyłączenie zasilania.

Częstotliwość PWM odnosi się do tego, jak często cykl ON -OFT powtarza się za sekundę. Jest mierzony w Hertz (HZ). Na przykład, jeśli częstotliwość wynosi 100 Hz, oznacza to, że cykl ON -OFT odbywa się 100 razy na sekundę. Wyższa częstotliwość oznacza, że ​​cykl powtarza się częściej, a niższa częstotliwość oznacza, że ​​powtarza się rzadziej.

Z drugiej strony cykl pracy to odsetek czasu, w którym moc jest włączona podczas jednego kompletnego cyklu. Jest wyrażany jako wartość od 0% do 100%. Cykl pracy 0% oznacza, że ​​moc jest zawsze wyłączona, a cykl pracy w 100% oznacza, że ​​moc jest zawsze włączona.

Jak oddziałują częstotliwość i cykl pracy

Porozmawiajmy teraz o tym, jak te dwa parametry oddziałują ze sobą. W wielu aplikacjach cykl częstotliwości i pracy można dostosować niezależnie, ale oba mają znaczący wpływ na wydajność systemu.

Wpływ na dostarczanie mocy

Cykl pracy bezpośrednio wpływa na średnią moc dostarczoną do obciążenia. Wyższy cykl pracy oznacza dostarczanie większej mocy, ponieważ moc jest włączona dla większej części cyklu. Na przykład, jeśli masz 50% cyklu pracy, średnia dostarczona moc to połowa tego, co byłaby, gdyby moc była zawsze włączona (100% cyklu pracy).

Częstotliwość nie wpływa jednak bezpośrednio na średnią moc. Ale może to wpłynąć na to, jak obciążenie reaguje na pulsacyjną moc. Niektóre obciążenia są bardziej wrażliwe na częstotliwość sygnału PWM. Na przykład w aplikacji kontroli silnika niski częstotliwość może powodować wibrację lub hałas silnika, podczas gdy wyższa częstotliwość może powodować płynniejsze działanie.

Wpływ na przełączanie strat

W obwodach elektronicznych występują straty związane z włączaniem i wyłączaniem mocy. Straty te występują, ponieważ jest niewielki czas, gdy przełącznik przechodzi między stanami włączania i wyłączania, i w tym czasie zarówno napięcie na przełączniku, jak i prąd przez niego nie są zerowe.

Częstotliwość ma bezpośredni wpływ na straty przełączania. Wyższa częstotliwość oznacza więcej zdarzeń przełączania na sekundę, co z kolei oznacza więcej strat przełączania. Z drugiej strony cykl pracy ma mniejszy wpływ na straty przełączania, ale może wpływać na ogólne rozpraszanie mocy w obwodzie.

Wpływ na wymagania dotyczące filtrowania

Używając PWM do kontrolowania obciążenia, często konieczne jest użycie filtra w celu wygładzenia pulsacyjnej mocy i przekształcenia go w bardziej stałe napięcie DC lub prąd. Częstotliwość sygnału PWM wpływa na konstrukcję filtra. Wyższa częstotliwość zazwyczaj wymaga mniejszego filtra, ponieważ impulsy są bliżej siebie i łatwiej jest je wygładzić.

Cykl pracy może również wpływać na wymagania dotyczące filtrowania. Bardzo niski lub bardzo wysoki cykl pracy może wymagać innej konstrukcji filtra w porównaniu do cyklu pracy bliżej 50%.

Praktyczne zastosowania i rozważania

Spójrzmy na niektóre praktyczne zastosowania PWM i jak ma znaczenie związek między częstotliwością a cyklem pracy.

Drifing LED

W zastosowaniach oświetlenia LED PWM jest powszechnie stosowany do kontrolowania jasności diod LED. Cykl pracy określa jasność diod LED. Wyższy cykl pracy rozjaśnia diody LED, a cykl niższej pracy czyni je przyciemnionymi.

Częstotliwość jest również ważna w przyciemnianiu LED. Jeśli częstotliwość jest zbyt niska, ludzkie oko może być w stanie wykryć migotanie diod LED. Zwykle zaleca się częstotliwość około 100 Hz lub wyższej, aby uniknąć widocznego migotania.

Kontrola silnika

Jak wspomniano wcześniej, w zastosowaniach kontroli silnika cykl pracy kontroluje prędkość silnika. Wyższy cykl pracy zapewnia silnik większą moc, co powoduje większą prędkość.

Częstotliwość wpływa na gładkość działania silnika. Niska częstotliwość może powodować, że silnik wytwarza gwałtowne ruch lub hałas, podczas gdy wyższa częstotliwość może prowadzić do gładszego obrotu. Jednak zwiększenie częstotliwości zwiększa również straty przełączania w obwodzie sterownika silnika.

Nasze produkty PWM

W naszej firmie oferujemy szereg kontrolerów ładunku słonecznego PWM, które zostały zaprojektowane w celu zapewnienia wydajnego i niezawodnego zarządzania energią dla paneli słonecznych. Mamy różne modele o różnych aktualnych ocenach, które pasują do różnych zastosowań.

Na przykład nasz10A PWM Słoneczny kontroler ładowania słonecznegonadaje się do małych systemów energii słonecznej. Umożliwia dostosowanie częstotliwości i cyklu pracy PWM w celu optymalizacji procesu ładowania paneli słonecznych.

Jeśli potrzebujesz wyższej prądu, mamy również20A PWM Solar Valleri30A PWM Solar Valler. Kontrolery te są idealne dla większych systemów energii słonecznej, w których należy zarządzać większą energią.

Wniosek

Podsumowując, związek między częstotliwością PWM a cyklem pracy jest złożony, ale kluczowy dla właściwego działania wielu układów elektrycznych i elektronicznych. Cykl pracy bezpośrednio wpływa na średnią moc dostarczoną do obciążenia, podczas gdy częstotliwość wpływa na sposób reagowania na moc pulsacyjną, a także na straty przełączania i wymagania dotyczące filtrowania.

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o naszych produktach PWM lub masz pytania dotyczące częstotliwości i cyklu pracy PWM, możesz się skontaktować. Zawsze chętnie pomożemy znaleźć odpowiednie rozwiązanie dla Twojej aplikacji. Niezależnie od tego, czy pracujesz nad małym projektem DIY, czy o dużym zastosowaniu przemysłowym, nasz zespół ekspertów może zapewnić potrzebne wsparcie i porady.

Odniesienia

• Dorf, RC i Svoboda, JA (2016). Wprowadzenie do obwodów elektrycznych. Wiley.
• Mohan, N., Undeland, TM i Robbins, WP (2012). Power Electronics: Converters, Applications and Design. Wiley.