SPWM, başlangıçta darbelerin daha dar olduğu, ortada kademeli olarak genişleyen ve ardından düzenlemenin sonunda tekrar daraldığı bir darbe genişliği düzenlemesi olan Sinüs Dalgası Darbe Genişlik Modülasyonunu ifade eder. İnvertör gibi endüktif bir uygulamada uygulandığında bu darbe seti, çıktının, geleneksel bir ızgara sinüs dalga biçimiyle tam olarak aynı görünebilen üstel bir sinüs dalga biçimine dönüştürülmesini sağlar,

Bir invertörden bir sinüs dalgası çıkışı elde etmek, çıkış kalitesi açısından üniteye maksimum verimlilik sağlamak için en önemli ve en avantajlı özellik olabilir. Bir opamp kullanarak sinüs dalgası PWM veya SPWM yapmayı öğrenelim.

Sinüs dalga biçimini simüle etmek Kolay Değil

Sinüzoidal bir dalga çıkışı elde etmek oldukça karmaşık olabilir ve eviriciler için tavsiye edilmeyebilir, çünkü elektronik cihazlar normalde üstel olarak yükselen akımları veya gerilimleri 'beğenmez'. İnvertörler esas olarak katı hal elektronik cihazlar kullanılarak yapıldığından, normalde sinüzoidal bir dalga formu önlenir.

Elektronik güç cihazları, sinüzoidal dalgalarla çalışmaya zorlandıklarında verimsiz sonuçlar üretir, çünkü cihazlar kare dalga darbeleri ile çalıştırıldıklarına kıyasla nispeten daha fazla ısınma eğilimindedir.

Bu nedenle bir sonraki en iyi seçenek bir invertörden gelen sinüs dalgası Darbe genişlik modülasyonu anlamına gelen PWM yoludur.

PWM, net değeri seçilen bir üstel dalga biçiminin net değeriyle tam olarak eşleşecek şekilde hesaplanan orantılı olarak değişen kare darbe genişliklerinden üstel bir dalga biçimi ortaya koymanın gelişmiş bir yoludur (dijital varyant), burada 'net' değer RMS değerini ifade eder. Bu nedenle, belirli bir sinüs dalgasına referansla mükemmel hesaplanmış bir PWM, verilen sinüs dalgasını kopyalamak için mükemmel bir eşdeğer olarak kullanılabilir.

Ayrıca, PWM'ler elektronik güç cihazlarıyla (mosfetler, BJT'ler, IGBTS) ideal şekilde uyumlu hale gelir ve bunların minimum ısı dağılımı ile çalışmasına izin verir.

Bununla birlikte, sinüs dalgası PWM dalga formlarının oluşturulması veya oluşturulması normalde karmaşık kabul edilir ve bunun nedeni, uygulamanın simüle edilmesinin kişilerce kolay olmamasıdır.

Yoğun düşünme ve hayal etme yoluyla işlevi doğru şekilde simüle edebilmeden önce biraz beyin fırtınası yapmam gerekiyordu.

SPWM nedir

Bir sinüs dalgası PWM (SPWM) oluşturmanın bilinen en kolay yöntemi, gerekli işlem için bir opamp girişine birkaç üstel olarak değişen sinyal beslemektir. İki giriş sinyalinden birinin frekansının diğerine göre çok daha yüksek olması gerekir.

IC 555, sinüs eşdeğeri PWM'ler oluşturmak için de etkili bir şekilde kullanılabilir , yerleşik opamplarını ve bir R / C üçgen rampa jeneratör devresini birleştirerek.

Aşağıdaki tartışma tüm prosedürü anlamanıza yardımcı olacaktır.

Yeni hobiler ve hatta profesyoneller, sinüs dalgası PWM'lerinin (SPWM) bir opamp kullanarak birkaç sinyali işleyerek nasıl uygulandığını anlamayı artık oldukça kolay bulacaklar, hadi aşağıdaki diyagram ve simülasyon yardımıyla çözelim.

İki Giriş Sinyali kullanma

Önceki bölümde bahsedildiği gibi, prosedür, bir opampın girişlerine iki üstel olarak değişen dalga formunun beslenmesini içerir.

Burada opamp, tipik bir karşılaştırıcı olarak yapılandırılmıştır, bu nedenle, opampın, bu iki üst üste binen dalga formunun anlık voltaj seviyelerini, bunlar göründüğü veya girişlerine uygulandığı anda anında karşılaştırmaya başlayacağını varsayabiliriz.

Opampın gerekli sinüs dalgası PWM'lerini çıkışında doğru bir şekilde uygulayabilmesini sağlamak için, sinyallerden birinin diğerinden çok daha yüksek bir frekansa sahip olması zorunludur. Buradaki daha yavaş frekans, PWM'ler tarafından taklit edilmesi (kopyalanması) gereken örnek sinüs dalgası olması beklenen frekanstır.

İdeal olarak, her iki sinyal de sinüs dalgaları olmalıdır (biri diğerinden daha yüksek frekanslı), ancak aynısı bir üçgen dalga (yüksek frekans) ve bir sinüs dalgası (düşük frekanslı örnek dalga) dahil edilerek de uygulanabilir.

Aşağıdaki görüntülerde görülebileceği gibi, yüksek frekans sinyali değişmez bir şekilde opampın ters çevirme girişine (-) uygulanır, diğer daha yavaş sinüs dalgası ise opampın ters çevirmeyen (+) girişine uygulanır.

“devre kesici çeşitleri nelerdir ”

En kötü durum senaryosunda, her iki sinyal de yukarıda tartışıldığı gibi önerilen frekans seviyelerine sahip üçgen dalgalar olabilir. Yine de bu, oldukça iyi bir sinüs dalgası eşdeğeri PWM elde etmenize yardımcı olacaktır.

Daha yüksek frekanslı sinyal taşıyıcı sinyal olarak adlandırılırken, daha yavaş olan örnek sinyal modülasyon girişi olarak adlandırılır.

Üçgen dalga ve Sinewave ile bir SPWM oluşturma

Yukarıdaki şekle atıfta bulunarak, belirli bir zaman aralığında iki sinyalin çakışan veya çakışan çeşitli voltaj noktalarını çizilen noktalar aracılığıyla açıkça görselleştirebiliriz.

Yatay eksen, dalga formunun zaman periyodunu belirtirken, dikey eksen, aynı anda çalışan, üst üste binen iki dalga formunun voltaj seviyelerini belirtir.

Şekil, opampın gösterilen iki dalga formunun gösterilen anlık voltaj seviyelerine nasıl tepki vereceği ve çıkışında buna karşılık gelen değişen bir sinüs dalgası PWM üreteceği konusunda bizi bilgilendirir.

Prosedürü hayal etmek aslında o kadar zor değil. Opamp, hızlı üçgen dalganın değişen anlık voltaj seviyelerini nispeten daha yavaş sinüs dalgasıyla (bu aynı zamanda bir üçgen dalga da olabilir) karşılaştırır ve üçgen dalga biçimi voltajının sinüs dalga voltajından daha düşük olabileceği ve anında yanıt verdiği durumları kontrol eder. çıktılarında yüksek mantık yaratmak.

Üçgen dalga potansiyeli sinüs dalgası potansiyelinin altında kalmaya devam ettiği ve sinüs dalgası potansiyelinin anlık üçgen dalga potansiyelinden daha düşük olduğu tespit edildiği anda, çıktılar düşük bir şekilde geri döner ve durum geri dönene kadar devam eder. .

İki üst üste bindirilmiş dalga formunun anlık potansiyel seviyelerinin opampların iki girişi üzerindeki bu sürekli karşılaştırması, opampın ters çevirmeyen girişine uygulanan sinüs dalga formunun tam olarak kopyası olabilecek karşılık gelen değişen PWM'lerin yaratılmasına neden olur.

SPWM'nin İşlenmesi

Aşağıdaki görüntü, yukarıdaki işlemin ağır çekim simülasyonunu göstermektedir:

Burada, yukarıdaki açıklamanın pratik olarak uygulandığına şahit olabiliriz ve bu, opamp'ın aynısını nasıl yürüteceğidir (ms cinsinden çok daha hızlı bir oranda olmasına rağmen).

Üstteki şekil, ikinci kaydırma diyagramından biraz daha doğru bir SPWM tasvirini göstermektedir; bunun nedeni, ilk şekilde arka planda grafik düzeninin rahatlığına sahip olduğum halde, ikinci simüle edilmiş diyagramda aynısını yardım almadan çizmem gerektiğidir. grafik koordinatları, bu nedenle çakışan noktalardan birkaçını kaçırmış olabilirim ve bu nedenle çıktılar birincisine kıyasla biraz hatalı görünüyor.

Bununla birlikte, işlem oldukça belirgindir ve önceki bölümlerde açıklandığı gibi girişlerinde eşzamanlı olarak değişen iki sinyali karşılaştırarak bir opampın bir PWM sinüs dalgasını nasıl işlemesi gerektiğini açıkça ortaya koymaktadır.

Aslında bir opamp, sinüs dalgası PWM'lerini yukarıda gösterilen simülasyondan çok daha doğru bir şekilde işleyecektir, 100 kat daha iyi olabilir ve beslenen örneğe karşılık gelen son derece düzgün ve iyi boyutlandırılmış PWM'ler üretir. sinüs dalgası.