آموزش الکترونیک –  PWM

آموزش الکترونیک –  PWM – مُدولاسیون پهنای پالس یا مُدولاسیون عرض پالس انگلیسی Pulse Width Modulation, PWM، روشی برای تنظیم توان الکتریکیِ بار، با تغییردادن زمان قطع‌ووصل شدن منبع توان به بار در هر سیکل است.

مدولاسیون پهنای پالس (PWM)، در مهندسی الکترونیک و کنترل، کاربردهای گوناگونی دارد.

بخش اصلی PWM، یک سیگنال کنترلی به شکل موج مربعی (پالس) است، به‌طوری‌که دورهٔ کاری (Duty cycle) پالس‌ها، در هر دورهٔ تناوب موج (هر سیکل)، قابل تنظیم است . دورهٔ کاری، نسبت مدتِ High بودن موج مربعی به دورهٔ تناوب آن است، و بر حسب درصد (%) بیان می‌شود. در واقع این سیگنال، قطع و وصل شدن منبع توان به بار را تعیین می‌کند (با کنترل باز و بسته شدن یک سوییچ الکترونیکی.

مثلاً اگر دورهٔ کاری موج مربعی، ۴۰٪ باشد، در ۴۰٪ هر دورهٔ تناوب، بار به منبع توان وصل است و در باقی آن، قطع می‌شود. در این حالت، متوسط توان بار، ۴۰٪ توان منبع خواهد بود.

مثالی از کاربرد PWM

یک لامپ ۱۰ وات، ۱۰ وات توان الکتریکی را به نور و گرما تبدیل می‌کند. برای کم‌کردن نور لامپ، مثلاً به ۵ وات، می‌توان یک مقاومت را با لامپ سری کرد تا ۵ وات به لامپ و ۵ وات به مقاومت برسد. اگرچه این کار، عملی است، بخشی از توان در مقاومت تلف و باعث داغ‌شدن آن می‌شود، در حالی‌که منبع توان هم‌چنان ۱۰ وات را تأمین می‌کند.

راه حل این مشکل تغییر دوره کاری لامپ از راه روشن‌وخاموش کردن سریع لامپ با یک سوییچ است، به‌طوری‌که لامپ را تنها در نیمی از دوره (سیکل) روشن کند (دورهٔ کاری ۵۰٪). آنگاه متوسط توان لامپ تنها ۵ وات، و توان متوسط منبع هم تنها ۵ وات خواهد بود. اگر بخواهیم به لامپ، ۶ وات برسد، می‌توان سوییچ را برای زمان بیشتری در هر سیکل روشن گذاشت.

این‌جا سوییچ را سیگنال PWM قطع‌ووصل می‌کند. توان انتقال‌یافته به بار متناسب با دورهٔ کاری پالس PWM است.

عرض پالس سیگنال آبی رنگ (با دامنه ثابت) برای تولید یک شکل موج تقریباً سینوسی تغییر داده شده‌است. دامنهٔ موج سینوسی تولیدشده را می‌توان با تغییر دامنهٔ پالس‌ها، و فرکانس آن را با تغییر دورهٔ تناوب پالس، تغییر داد. از این روش در اینورترها استفاده می‌شود.

انواع

• سیگما
• دلتا
• سیگما-دلتا
• مدولاسیون بردار فضایی

کاربردها

از مهم‌ترین کاربردهای مُدولاسیون پهنای پالس، منابع تغذیه سوییچینگ و اینورترها هستند. هم‌چنین با میکروکنترلرها و PWM می‌توان نور لامپ ال‌ای‌دی یا سرعت موتورها را کنترل کرد.

موج مربعی

موج مربعی نوعی سیگنال متناوب الکتریکی است که دامنهٔ آن در هر نیم سیکل برابرِ با کم‌ترین یا بیش‌ترین مقدار دامنهٔ آن است.

این سیگنال گاهی در عمل دارای فراجَهِش (Overshoot) یا نوسانات دامنه‌ای کوچکی است که آن‌ را از یک موج مربعّی ایده‌آل دور می‌کند.

بسط فوریه موج مربعی

یک موج مربعی، بر اساس تبدیل فوریه، حاصل‌جمع یک موج سینوسیِ پایه و بی‌نهایت هارمونیک است.

کاربرد

موج مربعی کاربردهای فراوان دارد؛ مثلاً سیگنال ساعت برای مدارات دیجیتالی، و خروجی نوسان‌سازها  سینتی‌سایزرها که در موسیقی الکترونیک مثلاً در سبک الکتروهاوس بسیار استفاده می‌شود.

برای مشاهده ی دوره های آموزشی اینجا کلیک کنید.

منبع : ویکی پدیا

دوره های آموزشی ما عبارتند از:

1) تحلیل منابع تغذیه سوییچینگ بر اساس مدار و شماتیک
2) تحلیل برد مدار محافظ برق بر روی نقشه و شرح اصول کار مدار
3) تحلیل مدار پاور کامپیوتر. تحلیل کامل 4 نقشه مختلف با انواع ای سی های موجود
4) ساخت منبع تغذیه متغیر با جریان بالا و پایین (با تناسب ترانزیستور)
5) نصب فلش پلیر در پخش خودرو به صورت اصولی به همراه ساخت مدار سیگنال بدون تغییر در مدار پخش
6) بررسی و تحلیل مدار شارژر باطری خودرو
7) بررسی علمی و عملی اینورتر جوشکاری یا دستگاه جوش
8) دوره آموزشی آمپلیفایر خودرو

9) دوره آموزشی اینورتر برق 220 ولت

10) بیمه الکترونیک شامل تمامی دوره ها