استبدلت محولات عرض النبض (عاكس PWM) الإصدارات القديمة من العواكس ولديها مجموعة واسعة من التطبيقات. عمليا يتم استخدام هذه في دوائر إلكترونيات الطاقة. تمتلك المحولات القائمة على تقنية PWM الترانزستورات في مرحلة تبديل الإخراج. أكثر من محولات المتاحة في الوقت الحاضر تمتلك تقنية PWM هذه وقادرة على إنتاج جهد تيار متردد بأحجام وترددات متفاوتة. توجد دوائر حماية وتحكم متعددة في هذه الأنواع من المحولات. إن تطبيق تقنية PWM في المحولات يجعلها مناسبة ومثالية للأحمال المتميزة المتصلة.
ما هو العاكس PWM؟
العاكس الذي تعتمد وظيفته على تعديل عرض النبضة يشار إلى التكنولوجيا باسم محولات PWM. هذه قادرة على الحفاظ على الفولتية الناتجة مثل الفولتية المقدرة اعتمادًا على البلد بغض النظر عن نوع الحمل المتصل. يمكن تحقيق ذلك عن طريق تغيير عرض تردد التبديل عند المذبذب.
مخطط دائرة العاكس PWM
الرسم البياني لدائرة العاكس PWM يرد في الرسم البياني أدناه
مخطط دائرة العاكس PWM
هناك العديد من الدوائر المستخدمة في محولات PWM. البعض منهم مذكور أدناه
شحن البطارية الحالية الاستشعار الدائرة
الغرض من هذه الدائرة هو استشعار التيار المستخدم في شحن البطارية والحفاظ عليها بالقيمة المقدرة. من المهم تجنب التقلبات لحماية العمر الافتراضي للبطاريات.
دائرة استشعار جهد البطارية
تُستخدم هذه الدائرة لاستشعار الجهد المطلوب لشحن البطارية عند نفادها والبدء في الشحن الهزيل للبطارية بمجرد شحنها بالكامل.
دائرة استشعار التيار المتردد
تستشعر هذه الدائرة توافر أنابيب التيار المتردد . إذا كان متاحًا ، فسيكون العاكس في حالة شحن وفي حالة عدم وجود التيار الكهربائي ، سيكون العاكس في وضع البطارية.
دائرة البداية الناعمة
يتم استخدامه لتأخير الشحن لمدة 8 إلى 10 ثوانٍ بعد استئناف الطاقة. هذا لحماية الدوائر المتكاملة من MOSFET من التيارات العالية. يشار إلى هذا أيضًا باسم التأخير الرئيسي.
تغيير فوق الدائرة
بناءً على توفر التيار الكهربائي ، تقوم هذه الدائرة بتبديل تشغيل العاكس بين البطارية وأوضاع الشحن.
اغلاق الدائرة
تهدف هذه الدائرة إلى مراقبة العاكس عن كثب وإغلاقه عند حدوث أي خلل.
دائرة تحكم PWM
لتنظيم الجهد عند الخرج ، يتم استخدام وحدة التحكم هذه. الدائرة بحاجة لأداء عمليات PWM مدمجة في الدوائر المتكاملة وهذه موجودة في هذه الدائرة.
دائرة شحن البطارية
يتم التحكم في عملية شحن البطارية في العاكس بواسطة هذه الدائرة. الناتج الناتج عن دائرة الاستشعار للتيار الكهربائي ودوائر الاستشعار للبطارية هو مدخلات هذه الدائرة.
حلبة المذبذب
تم دمج هذه الدائرة مع IC لـ PWM. يتم استخدامه لتوليد ترددات التبديل.
حلبة السائق
يتم تشغيل خرج العاكس بواسطة هذه الدائرة بناءً على إشارة التبديل للتردد المتولد. إنه مشابه لدائرة المضخم.
قسم الإخراج
يتكون قسم الإخراج هذا من أ خطوة متابعة المحولات ويتم استخدامه لدفع الحمل.
مبدأ العمل
يتضمن تصميم العاكس طوبولوجيا مختلفة لدوائر الطاقة وطرق التحكم في الجهد. الجزء الأكثر تركيزًا من العاكس هو شكل الموجة المتولد عند الخرج. لغرض ترشيح محاثات شكل الموجة والمكثفات المستخدمة. من أجل تقليل التوافقيات من الإخراج مرشحات تمرير منخفضة يستخدم.
إذا كان العاكس يمتلك قيمة ثابتة لترددات الخرج ، يتم استخدام مرشحات الرنين. بالنسبة للترددات القابلة للتعديل عند الخرج ، يتم ضبط المرشحات فوق القيمة القصوى للتردد الأساسي. تغير تقنية PWM خصائص الموجة المربعة. يتم تعديل وتنظيم النبضات المستخدمة للتبديل قبل تزويدها بالحمل المتصل. عندما لا يكون هناك حاجة للتحكم في الجهد ، يتم استخدام عرض ثابت للنبض.
أنواع وأشكال موجات العاكس PWM
تتكون تقنية PWM في العاكس من إشارتين. إشارة واحدة للإشارة والأخرى ستكون الناقل. يمكن توليد النبضة المطلوبة لتبديل وضع العاكس من خلال المقارنة بين هاتين الإشارتين. هناك العديد من تقنيات PWM.
تعديل عرض النبض المفرد (SPWM)
لكل نصف دورة ، هناك نبضة واحدة متاحة للتحكم في التقنية. ستكون إشارة الموجة المربعة للإشارة وستكون الموجة المثلثية هي الحامل. ستكون نبضة البوابة الناتجة نتيجة مقارنة الموجة الحاملة والإشارات المرجعية. التوافقيات الأعلى هي العيب الرئيسي لهذه التقنية.
تعديل عرض النبضة الواحدة
تعديل عرض النبضات المتعددة (MPWM)
تستخدم تقنية MPWM للتغلب على عيب SPWM. بدلاً من نبضة واحدة ، يتم استخدام نبضات متعددة لكل نصف دورة من الجهد عند الخرج. يتم التحكم في التردد عند الخرج عن طريق التحكم في تردد الموجة الحاملة.
تعديل عرض النبضات المتعددة
تعديل عرض النبض الجيبي
في هذا النوع من تقنية PWM ، بدلاً من الموجة المربعة ، يتم استخدام موجة جيبية كمرجع وسيكون الموجة الحاملة موجة مثلثة. ستكون الموجة الجيبية هي الخرج ويتم التحكم في قيمة RMS للجهد بواسطة مؤشر التعديل.
تعديل عرض النبض الجيبي
تعديل عرض النبض الجيبي المعدل
يتم تطبيق الموجة الحاملة لأول وآخر فاصل ستين درجة لكل نصف دورة. تم تقديم هذا التعديل لتحسين الخصائص التوافقية. يقلل من الخسارة بسبب التبديل ويزيد المكون الأساسي.
تعديل عرض النبض الجيبي المعدل
التطبيقات
يتم استخدام محولات PWM الأكثر شيوعًا في محركات التيار المتردد السريعة حيث تعتمد سرعة محرك الأقراص على التباين في تردد الجهد المطبق. يمكن التحكم بشكل كبير في الدوائر في إلكترونيات الطاقة باستخدام إشارات PWM. لتوليد الإشارات في شكل تناظري من أجهزة رقمية مثل ميكروكنترولر ، تقنية PWM مفيدة. علاوة على ذلك ، هناك العديد من التطبيقات التي تستخدم فيها تقنية PWM في دوائر مختلفة.
وبالتالي ، فإن هذا كله يتعلق بنظرة عامة على عاكس PWM وأنواعه وعمله وتطبيقاته. هل يمكنك وصف كيفية استخدام تقنية PWM في الاتصالات؟
