पीडब्लूएम क्या है, इसे कैसे मापें

पीडब्लूएम क्या है, इसे कैसे मापें

पीडब्लूएम पल्स चौड़ाई मॉडुलन के लिए खड़ा है जो पल्स चौड़ाई के चर प्रकृति को दर्शाता है जो किसी विशेष स्रोत से उत्पन्न हो सकता है जैसे कि असतत आईसी, एमसीयू या एक ट्रांजिस्टराइज्ड सर्किट।



PWM क्या है

साधारण शब्दों में एक PWM प्रक्रिया कुछ भी नहीं है, बल्कि किसी विशेष दर पर सप्लाई वोल्टेज को अलग-अलग ON / OFF समय अनुपात के साथ स्विच करना और बंद करना है, यहाँ वोल्टेज की लंबाई स्विच स्विच की लंबाई से अधिक, छोटी या बराबर हो सकती है।

उदाहरण के लिए पीडब्लूएम में 2 सेकंड ऑन 1 सेकंड ऑफ, 1 सेकंड ऑन 2 सेकंड ऑफ या 1 सेकंड ऑन, 1 सेकंड ऑफ की दर से स्विच ऑन करने वाला एक वोल्टेज शामिल हो सकता है।





जब आपूर्ति वोल्टेज की यह ON / OFF दर अलग-अलग अनुकूलित होती है तो हम कहते हैं कि वोल्टेज PWM या पल्स चौड़ाई संशोधित है।

आप सभी पहले से ही इस बारे में परिचित होंगे कि वोल्टेज v / s समय ग्राफ में एक निरंतर डीसी क्षमता कैसे दिखाई देती है:



उपरोक्त छवि में हम 9 वी स्तर पर एक सीधी रेखा देख सकते हैं, यह इसलिए हासिल किया गया है क्योंकि 9 वी स्तर समय के संबंध में नहीं बदल रहा है और इसलिए हम एक सीधी रेखा देख सकते हैं।

अब यदि यह 9 वी हर 1 सेकंड के बाद चालू और बंद हो जाता है, तो उपरोक्त ग्राफ यह दिखेगा:

हम स्पष्ट रूप से देख सकते हैं कि अब 9 वी लाइन अब हर 1 सेकंड के बाद ब्लॉक के रूप में एक सीधी रेखा के रैटर नहीं है, क्योंकि 9 वी को बारी-बारी से हर दूसरे के बाद चालू और बंद किया जाता है।

उपरोक्त निशान आयत खंडों की तरह दिखते हैं क्योंकि जब 9V को चालू और बंद किया जाता है तो संचालन तत्काल होता है जो अचानक 9V को शून्य स्तर पर जाने के लिए बनाता है और फिर अचानक 9V स्तर तक पहुंच जाता है जिससे ग्राफ पर आयताकार आकार बनते हैं।

उपर्युक्त स्थिति एक स्पंदनशील वोल्टेज को जन्म देती है जिसके दो मापक हैं जिनका नाम है: पीक वोल्टेज और औसत वोल्टेज या आरएमएस वोल्टेज।

पीक और औसत वोल्टेज

पहली छवि में शिखर वोल्टेज स्पष्ट रूप से 9V है, और औसत वोल्टेज भी 9V केवल इसलिए है क्योंकि वोल्टेज बिना किसी ब्रेक के स्थिर है।

हालांकि दूसरी छवि में, हालांकि वोल्टेज को 1 हर्ट्ज दर (1 सेकंड ऑन, 1 सेकंड ऑफ) पर चालू / बंद किया जाता है, शिखर अभी भी 9 वी के बराबर होगा, क्योंकि पीक अवधि के दौरान चोटी हमेशा 9 वी के निशान तक पहुंच रही है। लेकिन यहां औसत वोल्टेज 9 वी नहीं बल्कि 4.5 वी है क्योंकि वोल्टेज का मेक और ब्रेक 50% की दर से किया जाता है।

PWM चर्चा में इस ON / OFF दर को PWM का कर्तव्य चक्र कहा जाता है, इसलिए उपरोक्त मामले में यह 50% कर्तव्य चक्र है।

जब आप एक डीसी रेंज पर एक डिजिटल मल्टीमीटर के साथ पीडब्लूएम को मापते हैं तो आपको हमेशा मीटर पर औसत मूल्य पढ़ने को मिलेगा।

नए शौक़ीन अक्सर इस पढ़ने के साथ भ्रमित हो जाते हैं और इसे चोटी के मूल्य के रूप में लेते हैं, जो पूरी तरह से गलत है।

जैसा कि एक पीडब्लूएम के शिखर मूल्य के ऊपर बताया गया है, ज्यादातर सर्किट में खिलाए जाने वाले आपूर्ति वोल्टेज के बराबर होगा, जबकि मीटर पर औसत वोल्टेज पीडब्लूएम के ऑन / ऑफ अवधि का औसत होगा।

PWM के साथ मोसफेट स्विच करना

इसलिए यदि आप पीडब्लूएम के साथ एक मस्जिद को स्विच कर रहे हैं और गेट वोल्टेज को ढूंढते हैं, तो उदाहरण के लिए कहें 3V, घबराएं नहीं क्योंकि यह मीटर द्वारा इंगित औसत वोल्टेज ही हो सकता है, पीक वोल्टेज आपके सर्किट की आपूर्ति जितनी अधिक हो सकती है वोल्टेज।

इसलिए, मस्जिद से इन चोटी के मूल्यों के माध्यम से ठीक और पूरी तरह से संचालित होने की उम्मीद की जा सकती है और औसत वोल्टेज केवल इसकी चालन अवधि को प्रभावित करेगा, न कि डिवाइस की स्विचिंग कल्पना।

जैसा कि हमने पिछले खंडों में चर्चा की है, एक पीडब्लूएम में मौलिक रूप से नाड़ी की चौड़ाई अलग-अलग होती है, दूसरे शब्दों में डीसी के ओएन और ऑफ अवधि।

उदाहरण के लिए मान लें कि आप पीडब्लूएम आउटपुट ऑन ऑन टाइम के साथ चाहते हैं जो ऑन टाइम के मुकाबले 50% कम है।

मान लेते हैं कि आपके द्वारा चयनित समय १/२ सेकंड है, फिर ऑफ़ टाइम १ सेकंड के बराबर होगा, इससे १/२ सेकंड ऑन और १ सेकंड ऑफ का एक कर्तव्य चक्र बढ़ेगा, जैसा कि निम्नलिखित चित्र में देखा जा सकता है ।

पीडब्लूएम के कर्तव्य चक्र का विश्लेषण

इस उदाहरण में पीडब्लूएम 9 वी के एक चरम वोल्टेज का उत्पादन करने के लिए अनुकूलित है, लेकिन ओएन समय के बाद से 3.15 वी का एक औसत वोल्टेज पूर्ण पूर्ण / बंद चक्र का सिर्फ 35% है।

एक पूर्ण चक्र उस समय अवधि को संदर्भित करता है जो दिए गए पल्स को एक पूर्ण समय और एक बंद समय को पूरा करने की अनुमति देता है।

इसी तरह एक निम्न डेटा के साथ आवृत्ति की पल्स चौड़ाई को अनुकूलित करने का इरादा कर सकता है:

यहां ओएन समय को एक पूर्ण चक्र के दौरान ऑफ टाइम की तुलना में 65% तक बढ़ाया जा सकता है, इसलिए यहां वोल्टेज का औसत मूल्य 5.85V है।

ऊपर चर्चा की गई औसत वोल्टेज को RMS या वोल्टेज का मूल माध्य वर्ग मान भी कहा जाता है।

चूँकि ये सभी आयताकार या वर्गाकार दालों के होते हैं, आरएमएस की गणना केवल ड्यूटी वोल्टेज प्रतिशत को चरम वोल्टेज के साथ गुणा करके की जा सकती है।

पीडब्लूएम का अनुकूलन सिनेमावेव का अनुकरण करने के लिए

हालांकि ऐसे मामलों में जहां पीडब्लूएम को एसी पल्स का अनुकरण करने के लिए अनुकूलित किया जाता है, आरएमएस के लिए गणना थोड़ी जटिल हो जाती है।

आइए निम्नलिखित PWM का उदाहरण लेते हैं जो अलग-अलग आयाम या साइनसॉइडल एसी सिग्नल के स्तर के अनुरूप इसकी चौड़ाई को अनुकूलित करने के लिए अनुकूलित है।

आप मेरे पिछले लेखों में से एक के माध्यम से इसके बारे में अधिक जान सकते हैं, जहां मैंने समझाया है कि आईसी 555 का उपयोग कैसे किया जा सकता है पीडब्लूएम आउटपुट के बराबर साइन वेव पैदा करना ।

जैसा कि हम उपरोक्त छवि में देख सकते हैं कि साइन की लहर के तात्कालिक स्तर के संबंध में दालों की चौड़ाई बदल रही है। जैसा कि साइन लहर शिखर तक पहुंचने के लिए होती है, नाड़ी की संगत चौड़ाई व्यापक हो जाती है और इसके विपरीत।

SPWM का उपयोग करना

यह इंगित करता है कि क्योंकि साइन लहर वोल्टेज स्तर लगातार बदल रहा है समय के साथ पीडब्लूएम भी समय के साथ बदल रहे हैं इसकी चौड़ाई लगातार बदलती रहती है। इस तरह के पीडब्लूएम को एसपीडब्ल्यूएम या सिनवेव पल्स चौड़ाई मॉडुलन के रूप में भी जाना जाता है।

इस प्रकार उपरोक्त मामले में दालों की स्थिति कभी भी स्थिर नहीं होती है, बल्कि समय के साथ उनकी चौड़ाई बदल जाती है।

यह इसका आरएमएस या औसत मूल्य गणना को थोड़ा जटिल बनाता है और हम आरएमएस को प्राप्त करने के लिए केवल पीक वोल्टेज के साथ कर्तव्य चक्र को गुणा नहीं कर सकते हैं।

यद्यपि RMS अभिव्यक्ति प्राप्त करने का वास्तविक सूत्र काफी जटिल है, उपयुक्त व्युत्पन्न के बाद अंतिम कार्यान्वयन वास्तव में काफी आसान हो जाता है।

एक PWM के RMS वोल्टेज की गणना

इस प्रकार एक साइन लहर के जवाब में एक अलग पीडब्लूएम वोल्टेज के आरएमएस की गणना करने के लिए पीक वोल्टेज के साथ 0.7 (निरंतर) को गुणा करके प्राप्त किया जा सकता है।

तो एक 9V चोटी के लिए हमें 9 x 0.7 = 6.3V मिलता है, जो कि RMS वोल्टेज है या साइन वेव का अनुकरण करने के लिए PWM चोटी करने के लिए 9V चोटी का औसत मूल्य है।

इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में PWM की भूमिका?

आप पाएंगे कि PWM अवधारणा अनिवार्य रूप से जुड़ी हुई है
सर्किट डिजाइन जिसमें इंडोर शामिल होते हैं विशेष रूप से हिरन जैसे इनवर्टर को हिरन बढ़ावा देते हैं, एसएमपीएस , MPPT, एलईडी ड्राइवर सर्किट आदि।

एक प्रारंभ करनेवाला के बिना पीडब्लूएम फ़ीचर का किसी दिए गए सर्किट में कोई वास्तविक मूल्य या भूमिका नहीं हो सकती है, इसका कारण यह है कि केवल एक प्रारंभ करनेवाला के पास अलग-अलग पल्स चौड़ाई को स्टेप अप (बूस्टेड) ​​या स्टेप डाउन (हिरन) के बराबर मात्रा में बदलने की अंतर्निहित विशेषता है। वोल्टेज या करंट, जो PWM तकनीक का संपूर्ण और एकमात्र विचार बन जाता है।

Inductors के साथ PWM का उपयोग करना

यह समझने के लिए कि पीडब्लूएम वोल्टेज और करंट के संदर्भ में प्रारंभ करनेवाला उत्पादन को कैसे प्रभावित करता है, यह सीखना सबसे पहले महत्वपूर्ण होगा कि एक प्रारंभ करनेवाला एक स्पंदित वोल्टेज के प्रभाव में कैसे व्यवहार करता है।

मेरी पिछली पोस्ट में मैंने एक के बारे में बताया था हिरन बूस्ट सर्किट कैसे काम करता है , यह एक क्लासिक उदाहरण है कि कैसे PWM या एक अलग पल्स चौड़ाई का उपयोग करके एक प्रारंभ करनेवाला आउटपुट को आयाम दिया जा सकता है।

यह सर्वविदित है कि 'प्रकृति' द्वारा एक प्रारंभ करनेवाला हमेशा इसके पार वोल्टेज के अचानक आवेदन का विरोध करता है और इसे कुछ समय के बाद ही इसकी घुमावदार ऐनक के आधार पर पास करने की अनुमति देता है, और इस प्रक्रिया के दौरान यह ऊर्जा के बराबर मात्रा में संग्रहीत करता है यह।

अब अगर उपरोक्त प्रक्रिया के दौरान वोल्टेज अचानक बंद हो जाता है, तो प्रारंभ करनेवाला फिर से लागू वोल्टेज के इस अचानक गायब होने का सामना करने में असमर्थ होता है और इसमें संग्रहीत वर्तमान को जारी करके इसे संतुलित करने की कोशिश करता है।

पीडब्लूएम को इंडक्टर की प्रतिक्रिया

इस प्रकार एक प्रारंभ करनेवाला वोल्टेज को चालू करके वोल्टेज के एक स्विचिंग का विरोध करने की कोशिश करेगा और सिस्टम में संग्रहीत ऊर्जा को 'किक' करके वोल्टेज के अचानक स्विच ऑफ के जवाब में बराबर करने की कोशिश करेगा।

इस किक बैक को एक प्रारंभकर्ता का पिछला EMF कहा जाता है और इस ऊर्जा (वोल्टेज, करंट) की सामग्री प्रारंभ करनेवाला घुमावदार ऐनक पर निर्भर करेगी।

मूल रूप से घुमावों की संख्या यह तय करती है कि आपूर्ति वोल्टेज की तुलना में ईएमएफ वोल्टेज में अधिक होना चाहिए या आपूर्ति वोल्टेज की तुलना में कम होना चाहिए, और तार की मोटाई तय करती है कि वर्तमान चालू करनेवाला रेंडर करने में सक्षम हो सकता है।

उपरोक्त प्रारंभकर्ता का एक और पहलू है, जो कि ON / OFF अवधियों पर वोल्टेज का समय है।

यहीं से पीडब्लूएम का उपयोग निर्णायक हो जाता है।

यद्यपि किसी विशेष के लिए आउटपुट मानों को मौलिक रूप से निर्धारित करने की संख्या बदल जाती है, ये एक अनुकूलित पीडब्लूएम इंट्रो प्रारंभ करनेवाला को खिलाकर वांछित रूप से भिन्न भी हो सकते हैं।

एक चर PWM के माध्यम से हम किसी भी वांछित दर पर वोल्टेज और धाराओं को उत्पन्न करने / परिवर्तित करने के लिए एक प्रारंभ करनेवाला को मजबूर कर सकते हैं, या तो एक स्टेप अप वोल्टेज (कम करंट), या स्टेप अप करंट (कम वोल्टेज) या इसके विपरीत।

कुछ अनुप्रयोगों में एक PWM को एक प्रारंभ करनेवाला के बिना भी उपयोग किया जा सकता है, जैसे कि एक एलईडी प्रकाश को कम करने के लिए, या MCU टाइमर सर्किट में, जहां आउटपुट को अलग-अलग स्विच पर वोल्टेज उत्पन्न करने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है, एक लोड को नियंत्रित करने के लिए पीरियड को स्विच करें। इसके इच्छित कार्य विनिर्देश।




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