पल्स चौड़ाई उतार - चढ़ाव

PWM या PWM (पल्स चौड़ाई मॉडुलन) एक लोड को बिजली की आपूर्ति को नियंत्रित करने का एक तरीका है। नियंत्रण में पल्स अवधि को निरंतर पल्स पुनरावृत्ति दर में बदलना शामिल है। पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन एनालॉग, डिजिटल, बाइनरी और टर्नरी में उपलब्ध है।

पल्स-चौड़ाई मॉडुलन का उपयोग विद्युत कन्वर्टर्स की दक्षता में वृद्धि करना संभव बनाता है, विशेष रूप से पल्स कन्वर्टर्स के लिए, जो आज विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए द्वितीयक बिजली आपूर्ति का आधार बनता है। फ्लाईबैक और फॉरवर्ड सिंगल, पुश-पुल और हाफ-ब्रिज, साथ ही ब्रिज स्विचिंग कन्वर्टर्स को आज PWM की भागीदारी से नियंत्रित किया जाता है, यह गुंजयमान कन्वर्टर्स पर भी लागू होता है।

पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन आपको मोबाइल फोन, स्मार्टफोन, लैपटॉप के लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले की बैकलाइट की चमक को समायोजित करने की अनुमति देता है। PWM में लागू किया गया है वेल्डिंग मशीन, कार इनवर्टर में, चार्जर आदि में। प्रत्येक चार्जर आज अपने संचालन में PWM का उपयोग करता है।

की-मोड बाइपोलर और फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर का उपयोग आधुनिक उच्च-आवृत्ति कन्वर्टर्स में स्विचिंग तत्वों के रूप में किया जाता है। इसका मतलब यह है कि अवधि का हिस्सा ट्रांजिस्टर पूरी तरह से खुला है और अवधि का हिस्सा पूरी तरह से बंद है।

और चूँकि केवल दसियों नैनोसेकंड तक चलने वाली क्षणिक अवस्थाओं में, स्विच द्वारा जारी की गई शक्ति स्विच की गई शक्ति की तुलना में छोटी होती है, परिणामस्वरूप, स्विच पर गर्मी के रूप में जारी औसत शक्ति नगण्य हो जाती है। इस मामले में, बंद अवस्था में, एक स्विच के रूप में ट्रांजिस्टर का प्रतिरोध बहुत छोटा होता है, और इसके पार वोल्टेज की गिरावट शून्य तक पहुंच जाती है।

खुले राज्य में, ट्रांजिस्टर की चालकता शून्य के करीब होती है और व्यावहारिक रूप से इसके माध्यम से प्रवाह नहीं होता है। इससे उच्च दक्षता वाले कॉम्पैक्ट कन्वर्टर्स बनाना संभव हो जाता है, यानी कम गर्मी के नुकसान के साथ। ZCS (जीरो करंट स्विचिंग) गुंजयमान कन्वर्टर्स इन नुकसानों को कम करते हैं।

एनालॉग प्रकार के पीडब्लूएम जनरेटर में, नियंत्रण संकेत एक एनालॉग तुलनित्र द्वारा उत्पन्न होता है, उदाहरण के लिए, एक त्रिकोण या ट्रायोड सिग्नल को तुलनित्र के इनवर्टिंग इनपुट पर लागू किया जाता है और गैर-इनवर्टिंग इनपुट पर एक मॉड्यूलेटिंग निरंतर सिग्नल लगाया जाता है।

आउटपुट दालें प्राप्त होती हैं आयताकार, उनकी पुनरावृत्ति दर आरा (या त्रिकोणीय तरंग) की आवृत्ति के बराबर होती है, और पल्स के सकारात्मक भाग की अवधि उस समय से संबंधित होती है, जिसके दौरान मॉड्यूलेटिंग डीसी सिग्नल का स्तर गैर-इनवर्टिंग इनपुट पर लागू होता है। तुलनित्र देखा संकेत के स्तर से अधिक है जो कि इनवर्टिंग इनपुट को खिलाया जाता है।जब आरा वोल्टेज मॉड्यूलेटिंग सिग्नल से अधिक होता है, तो आउटपुट पल्स का नकारात्मक हिस्सा होगा।

यदि आरी को तुलनित्र के गैर-इनवर्टिंग इनपुट पर लागू किया जाता है, और मॉड्यूलेटिंग सिग्नल को इनवर्टिंग पर लागू किया जाता है, तो स्क्वायर वेव आउटपुट दालों का सकारात्मक मान होगा, जब सॉ वोल्टेज मॉडुलेटिंग सिग्नल के मान से अधिक होता है। इन्वर्टिंग इनपुट पर लागू होता है, और नेगेटिव - जब सॉ वोल्टेज मॉड्यूलेटिंग सिग्नल से कम होता है। एनालॉग PWM पीढ़ी का एक उदाहरण TL494 चिप है, जो आज स्विचिंग बिजली आपूर्ति के निर्माण में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

डिजिटल PWM का उपयोग बाइनरी डिजिटल तकनीक में किया जाता है। आउटपुट दालें भी केवल दो मानों (चालू या बंद) में से एक लेती हैं, और औसत आउटपुट स्तर वांछित तक पहुंचता है। यहां, एन-बिट काउंटर का उपयोग करके सॉटूथ सिग्नल प्राप्त किया जाता है।

PWM डिजिटल डिवाइस भी एक स्थिर आवृत्ति पर काम करते हैं, आवश्यक रूप से नियंत्रित डिवाइस के प्रतिक्रिया समय से अधिक होते हैं, इस दृष्टिकोण को ओवरसैंपलिंग कहा जाता है। डिजिटल तुलनित्र के आउटपुट की वर्तमान स्थिति के आधार पर घड़ी के किनारों के बीच, डिजिटल PWM आउटपुट स्थिर, उच्च या निम्न रहता है, जो काउंटर सिग्नल के स्तर और अनुमानित डिजिटल एक की तुलना करता है।

आउटपुट को 1 और 0 राज्यों के साथ दालों के अनुक्रम के रूप में देखा जाता है, घड़ी की प्रत्येक स्थिति उलटी हो सकती है या नहीं भी हो सकती है। स्पंदों की आवृत्ति निकट आने वाले सिग्नल के स्तर के समानुपाती होती है, और क्रमिक इकाइयां एक व्यापक, लंबी नाड़ी बना सकती हैं।

परिणामी चर-चौड़ाई वाली दालें घड़ी की अवधि के गुणक होंगी, और आवृत्ति 1 / 2NT के बराबर होगी, जहां T घड़ी की अवधि है, N घड़ी चक्रों की संख्या है। क्लॉक फ्रीक्वेंसी के संदर्भ में कम फ्रीक्वेंसी यहां प्राप्त की जा सकती है। वर्णित डिजिटल उत्पादन योजना एक-बिट या दो-स्तरीय PWM, पल्स-कोडेड PCM मॉडुलन है।

यह दो-चरण पल्स-कोडेड मॉड्यूलेशन अनिवार्य रूप से 1/T की आवृत्ति और T या 0 की चौड़ाई के साथ दालों का एक क्रम है। ओवरसैंपलिंग का उपयोग लंबी अवधि में औसत करने के लिए किया जाता है। उच्च-गुणवत्ता वाले PWM को सिंगल-बिट पल्स-डेंस मॉड्यूलेशन द्वारा प्राप्त किया जाता है, जिसे पल्स-फ़्रीक्वेंसी मॉड्यूलेशन भी कहा जाता है।

डिजिटल पल्स-चौड़ाई मॉडुलन में, अवधि को भरने वाले आयताकार उपपल्स अवधि में कहीं भी प्रकट हो सकते हैं, और उसके बाद ही उनकी संख्या अवधि के लिए सिग्नल के औसत मूल्य को प्रभावित करती है। इसलिए यदि काल को 8 भागों में बांटा जाए तो नाड़ी संयोजन 11001100, 11110000, 11000101, 10101010 आदि का योग बनता है। समान अवधि औसत देगा, लेकिन अलग-अलग इकाइयां कुंजी ट्रांजिस्टर के कर्तव्य चक्र को भारी बनाती हैं।

PWM की बात करें तो इलेक्ट्रॉनिक्स के दिग्गज यांत्रिकी के समान सादृश्य देते हैं। यदि आप इंजन के चालू या बंद होने के बाद इंजन के साथ एक भारी चक्का घुमाते हैं, तो चक्का या तो घूमेगा और घूमना जारी रखेगा या इंजन बंद होने पर घर्षण के कारण रुक जाएगा।

लेकिन अगर इंजन को प्रति मिनट कुछ सेकंड के लिए चालू किया जाता है, तो एक निश्चित गति से जड़ता के कारण चक्का का घुमाव बना रहेगा। और इंजन जितना अधिक समय तक चालू रहता है, चक्का के घूमने की गति उतनी ही अधिक होती है।तो पीडब्लूएम के साथ, ऑन और ऑफ सिग्नल (0 और 1) आउटपुट पर आता है और परिणाम औसत मूल्य होता है। समय के साथ दालों के वोल्टेज को एकीकृत करके, हम दालों के तहत क्षेत्र प्राप्त करते हैं, और काम करने वाले शरीर पर प्रभाव वोल्टेज के औसत मूल्य के साथ काम के समान होगा।

कन्वर्टर्स इस तरह काम करते हैं, जहां स्विचिंग प्रति सेकंड हजारों बार होती है, और फ्रीक्वेंसी मेगाहर्ट्ज़ की इकाइयों तक पहुँचती है। विशेष PWM नियंत्रकों का व्यापक रूप से ऊर्जा-बचत लैंप, बिजली आपूर्ति, के रोड़े को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाता है। मोटर्स के लिए आवृत्ति कन्वर्टर्स वगैरह।

नाड़ी अवधि की कुल अवधि के समय पर (नाड़ी का सकारात्मक भाग) के अनुपात को कर्तव्य चक्र कहा जाता है। इसलिए, यदि टर्न-ऑन समय 10 μs है, और अवधि 100 μs तक रहती है, तो 10 kHz की आवृत्ति पर, कर्तव्य चक्र 10 होगा, और वे लिखते हैं कि S = 10. रिवर्स कर्तव्य चक्र को कर्तव्य कहा जाता है साइकिल, अंग्रेजी में डयूटी साइकिल या संक्षेप में डीसी।

इसलिए, दिए गए उदाहरण के लिए, DC = 0.1 क्योंकि 10/100 = 0.1। पल्स-चौड़ाई मॉडुलन के साथ, पल्स के कर्तव्य चक्र को समायोजित करके, अर्थात, प्रत्यक्ष धारा को बदलकर, एक इलेक्ट्रॉनिक या अन्य विद्युत उपकरण, जैसे मोटर के आउटपुट पर आवश्यक औसत मूल्य प्राप्त किया जाता है।