शिम म्हणजे काय. पल्स रुंदी मॉड्यूलेशन (PWM) PWM AC व्होल्टेज रेग्युलेटर

या लेखात आम्ही तुमच्याशी याबद्दल बोलू PWM नियंत्रक : ते काय आहे, का आणि कुठे वापरले जाते.

PWM - पल्स रुंदी मॉड्युलेटर.

टेलिव्हिजन उपकरणे आणि इतर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांमध्ये व्होल्टेज रूपांतरित करण्यासाठी, ते वापरले जातात PWM नियंत्रक . उपकरणाच्या मदतीने, उत्पादनात नाविन्यपूर्ण कल्पना आणि नवीन तंत्रज्ञान आणणे शक्य झाले. PWM नियंत्रकांचे मुख्य फायदे म्हणजे त्यांचे माफक परिमाण, उत्कृष्ट कार्यप्रदर्शन आणि उच्च विश्वसनीयता.

सर्वाधिक मागणी आहे PWM मॉड्यूल्सच्या निर्मितीमध्ये नियंत्रक वीज पुरवठा स्विच करणे प्रकार डिव्हाइसच्या इनपुटवर थेट व्होल्टेज विशिष्ट वारंवारता आणि कर्तव्य चक्रासह व्युत्पन्न केलेल्या आयताकृती डाळींमध्ये रूपांतरित केले जाते. डिव्हाइसच्या आउटपुटवर नियंत्रण सिग्नलच्या मदतीने ते पार पाडणे शक्य आहे नियमन उच्च-शक्ती ट्रान्झिस्टर मॉड्यूलचे ऑपरेशन. परिणामी, विकसकांना व्होल्टेज कंट्रोल युनिट प्राप्त झाले बदलानुकारी प्रकार

टेलिव्हिजन उपकरणांमध्ये, कॉम्पॅक्ट पीडब्ल्यूएम नियंत्रकांना मोठी मागणी आहे. याव्यतिरिक्त, उपकरणे इतर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांमध्ये वापरली जातात, तसेच घरगुती उपकरणांमध्ये इलेक्ट्रिक ड्राइव्हच्या वेग नियंत्रण प्रणालीचे घटक देखील वापरले जातात. सिस्टम पॅरामीटर्स आणि कंट्रोल सिग्नलवर अवलंबून, पीडब्ल्यूएम कंट्रोलर्स पॉवर युनिटची गती बदलतात. फीडबॅक वर्तमान मूल्य आणि व्होल्टेज स्तरावर दोन्ही केले जाऊ शकते.

टेलिव्हिजन आणि इतर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या PWM कंट्रोलरची विशिष्ट रचना अनेक आउटपुटच्या उपस्थितीद्वारे दर्शविली जाते. सामान्य पिन समान संपर्काशी जोडलेले आहे योजना मॉड्यूलला वीज पुरवठा. पॉवर कंट्रोल पिन आणि पॉवर पिन एकमेकांच्या शेजारी स्थित आहेत. त्यापैकी प्रथम सर्किटच्या आउटपुटवर व्होल्टेजचे निरीक्षण करण्यासाठी जबाबदार आहे आणि जेव्हा मूल्य थ्रेशोल्ड मूल्यापेक्षा कमी होते तेव्हा ते बंद करते. दुसरा पिन वीज पुरवठ्यासाठी जबाबदार आहे योजना .

आउटपुट व्होल्टेज संबंधित पिनमधून काढले जाते. दोन-आर्म आणि सिंगल-आर्म PWM कंट्रोलर आहेत. त्यापैकी पहिले मानक ट्रान्झिस्टर नियंत्रित करण्यासाठी वापरले जातात. त्यांना बंद करणे आवश्यक असल्यास, नियंत्रक सामान्य केबलशी संबंधित संपर्क बंद करतो. द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टरसह काम करताना, एकल-आर्म कॅस्केड वापरला जातो, कारण समायोजनासाठी वर्तमान शक्तीमध्ये बदल आवश्यक असतो. ट्रान्झिस्टर बंद करण्यासाठी, विद्युत् प्रवाहास प्रतिबंध करणे आवश्यक आहे. म्हणून, लहान ते सामान्य संपर्क वापरले जात नाही.

टेलिव्हिजन उपकरणांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या पीडब्लूएम कंट्रोलर खालील क्षमतांद्वारे दर्शविले जातात:

• डिव्हाइसेस उच्च प्रमाणात अचूकतेसह संदर्भ व्होल्टेज तयार करण्यास सक्षम आहेत. अनेकदा ही पिन कॉमन वायरला जोडलेली असते. या प्रकरणात, 1 mF किंवा त्याहून अधिक क्षमतेचा वापर केला जातो, ज्यामुळे आउटपुट मूल्याच्या स्थिरीकरणाची गुणवत्ता सुधारते.

• जेव्हा संबंधित टर्मिनलवरील व्होल्टेज लक्षणीयपणे थ्रेशोल्ड ओलांडते तेव्हा वर्तमान लिमिटर ट्रिगर होतो. या प्रकरणात, पॉवर स्विच स्वयंचलितपणे बंद केले जातात.

• सॉफ्ट स्टार्टचा वापर आउटपुट डाळींची परिमाण हळूहळू गणना केलेल्या मूल्यांमध्ये वाढवण्यासाठी केला जातो. संबंधित टर्मिनल आणि सामान्य वायर यांच्यातील कॅपॅसिटन्सची उपस्थिती हळूहळू चार्ज होण्यास कारणीभूत ठरते. परिणामी, आवश्यक मूल्य गाठेपर्यंत प्रत्येक नाडी विस्तृत होते.

आधुनिक वीज पुरवठा विविध उपकरणांसाठी ते PWM नियंत्रकांवर आधारित डिझाइन केलेले आहेत. मॉड्यूलचे आयुष्य घटकांच्या गुणवत्तेवर अवलंबून असते. मुख्य उद्देश ज्यासाठी PWM नियंत्रक व्होल्टेज स्त्रोत सर्किट्समध्ये समाविष्ट केले आहेत ते स्थिर आउटपुट व्होल्टेज सुनिश्चित करणे आहे. कंट्रोलर्सचे छोटे परिमाण त्यांना ट्रान्सफॉर्मर वापरून मानक सर्किट्सपेक्षा एक फायदा देतात.

मध्ये वापरलेले PWM नियंत्रक वीज पुरवठा , आउटपुट व्होल्टेज स्थिर करण्याव्यतिरिक्त, ते अनेक अतिरिक्त वैशिष्ट्ये लागू करतात. पल्स रुंदी मॉड्यूलेशनचा वापर आपल्याला सिग्नल परिमाण नियंत्रित करण्यास अनुमती देतो. या प्रकरणात, नाडीची लांबी आणि कर्तव्य चक्र बदलणे शक्य आहे.

पीडब्ल्यूएम कंट्रोलर्समध्ये उच्च कार्यक्षमता दर आहेत, जे त्यांच्या वापराची व्याप्ती लक्षणीयरीत्या विस्तृत करू शकतात. हे विशेषतः ध्वनी पुनरुत्पादन उपकरणांसाठी खरे आहे. याव्यतिरिक्त, पॉवर सप्लायमध्ये PWM कंट्रोलर्स वापरताना, उपलब्ध डिव्हाइस पॉवरची श्रेणी लक्षणीयरीत्या विस्तारित केली जाते.

PWM कंट्रोलर्सवर आधारित उपकरणे सार्वत्रिक आहेत आणि ती केवळ टेलिव्हिजन उपकरणांमध्येच नव्हे तर इतर अनेक उपकरणांमध्ये देखील वापरली जाऊ शकतात. या नियंत्रकांच्या आधारे विविध विद्युत उपकरणांसाठी वीज पुरवठा कार्यान्वित केला जातो. डिव्हाइसेसचा वापर आपल्याला ऑपरेटिंग उपकरणांची किंमत कमी करण्यास आणि त्याच्या ऑपरेशनची गुणवत्ता सुधारण्यास अनुमती देतो. उच्च कार्यक्षमतेमुळे PWM नियंत्रकांवर आधारित स्त्रोतांचा विकास एक आशादायक आणि सक्रिय क्रियाकलाप क्षेत्र बनवते.

PWM किंवा PWM (इंग्रजीमध्ये पल्स-विड्थ मॉड्युलेशन) हा लोडला वीजपुरवठा नियंत्रित करण्याचा एक मार्ग आहे. नियंत्रणामध्ये सतत पल्स पुनरावृत्ती दराने पल्स कालावधी बदलणे समाविष्ट असते. पल्स रुंदी मॉड्यूलेशन ॲनालॉग, डिजिटल, बायनरी किंवा टर्नरी असू शकते.

पल्स-रुंदी मॉड्युलेशनच्या वापरामुळे इलेक्ट्रिकल कन्व्हर्टरची कार्यक्षमता वाढवणे शक्य होते, विशेषत: पल्स कन्व्हर्टरसाठी, जे आज विविध इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांसाठी दुय्यम वीज पुरवठ्याचा आधार बनतात. फ्लायबॅक आणि फॉरवर्ड सिंगल-सायकल, पुश-पुल आणि हाफ-ब्रिज, तसेच ब्रिज पल्स कन्व्हर्टर आज PWM च्या सहभागाने नियंत्रित केले जातात, हे रेझोनंट कन्व्हर्टरवर देखील लागू होते.

पल्स रुंदी मॉड्यूलेशन तुम्हाला सेल फोन, स्मार्टफोन आणि लॅपटॉपच्या लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्लेच्या बॅकलाइटची चमक समायोजित करण्यास अनुमती देते. PWM ऑटोमोबाईल इनव्हर्टर, चार्जर इ. मध्ये लागू केले जाते. आज कोणताही चार्जर त्याच्या ऑपरेशनमध्ये PWM वापरतो.

स्विचिंग मोडमध्ये कार्यरत द्विध्रुवीय आणि फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टर आधुनिक उच्च-फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टरमध्ये स्विचिंग घटक म्हणून वापरले जातात. याचा अर्थ असा की कालावधीचा काही भाग ट्रान्झिस्टर पूर्णपणे खुला असतो आणि कालावधीचा काही भाग पूर्णपणे बंद असतो.

आणि क्षणिक अवस्थेत केवळ दहापट नॅनोसेकंद टिकत असल्याने, स्विचवर सोडलेली शक्ती स्विच केलेल्या शक्तीच्या तुलनेत लहान असते, स्विचवरील उष्णतेच्या रूपात सोडलेली सरासरी उर्जा शेवटी नगण्य असते. या प्रकरणात, बंद स्थितीत, स्विच म्हणून ट्रान्झिस्टरचा प्रतिकार खूपच लहान असतो आणि त्यावरील व्होल्टेज ड्रॉप शून्याच्या जवळ येतो.

खुल्या अवस्थेत, ट्रान्झिस्टरची चालकता शून्याच्या जवळ असते आणि व्यावहारिकपणे त्यामधून कोणताही प्रवाह वाहत नाही. हे उच्च कार्यक्षमतेसह कॉम्पॅक्ट कन्व्हर्टर तयार करणे शक्य करते, म्हणजेच कमी थर्मल नुकसानांसह. आणि रेझोनंट कन्व्हर्टर्स झिरो करंट ZCS (शून्य-करंट-स्विचिंग) वर स्विचिंगमुळे हे नुकसान कमीतकमी कमी करणे शक्य होते.

ॲनालॉग-प्रकार PWM जनरेटरमध्ये, नियंत्रण सिग्नल ॲनालॉग तुलनाकर्त्याद्वारे व्युत्पन्न केला जातो जेव्हा, उदाहरणार्थ, तुलनाकर्त्याच्या इनव्हर्टिंग इनपुटला त्रिकोणी किंवा सॉटूथ सिग्नल पुरवला जातो आणि नॉन-इनव्हर्टिंग इनपुटला एक मॉड्युलेटिंग सतत सिग्नल पुरवला जातो.

आउटपुट डाळी प्राप्त केल्या जातात, त्यांची पुनरावृत्ती वारंवारता सॉ (किंवा त्रिकोणी सिग्नल) च्या वारंवारतेच्या बरोबरीची असते आणि नाडीच्या सकारात्मक भागाचा कालावधी त्या वेळेशी संबंधित असतो ज्या दरम्यान मॉड्युलेटिंग स्थिर सिग्नलची पातळी प्रदान केली जाते. तुलनाकर्त्याचे नॉन-इनव्हर्टिंग इनपुट सॉ सिग्नलच्या पातळीपेक्षा जास्त आहे, जे इनव्हर्टिंग प्रवेशद्वाराला दिले जाते. जेव्हा सॉ व्होल्टेज मॉड्युलेटिंग सिग्नलपेक्षा जास्त असेल तेव्हा आउटपुटमध्ये नाडीचा नकारात्मक भाग असेल.

जर कँपॅरेटरच्या नॉन-इनव्हर्टिंग इनपुटला करवत दिले गेले असेल आणि इनव्हर्टिंग इनपुटला मॉड्युलेटिंग सिग्नल पुरविला गेला असेल, तर जेव्हा सॉ व्होल्टेज पुरवलेल्या मॉड्युलेटिंग सिग्नलच्या मूल्यापेक्षा जास्त असेल तेव्हा आउटपुट आयताकृती डाळींचे सकारात्मक मूल्य असेल. इनव्हर्टिंग इनपुटवर, आणि जेव्हा सॉ व्होल्टेज मॉड्युलेटिंग सिग्नलपेक्षा कमी असेल तेव्हा नकारात्मक. एनालॉग PWM निर्मितीचे उदाहरण म्हणजे TL494 मायक्रोक्रिकिट, जे आज स्विचिंग पॉवर सप्लायच्या बांधकामात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.

डिजिटल PWM बायनरी डिजिटल तंत्रज्ञानामध्ये वापरले जाते. आउटपुट डाळी देखील दोन मूल्यांपैकी फक्त एक (चालू किंवा बंद) घेतात आणि सरासरी आउटपुट पातळी इच्छित पातळीपर्यंत पोहोचते. येथे सॉटूथ सिग्नल एन-बिट काउंटर वापरून प्राप्त केला जातो.

PWM सह डिजिटल उपकरणे देखील स्थिर वारंवारतेवर कार्य करतात, जे नियंत्रित उपकरणाच्या प्रतिसाद वेळेपेक्षा जास्त असते, या दृष्टिकोनास ओव्हरसॅम्पलिंग म्हणतात. घड्याळाच्या कडांच्या दरम्यान, डिजिटल PWM आउटपुट स्थिर राहते, एकतर उच्च किंवा कमी, डिजिटल कंपॅरेटरच्या आउटपुटच्या वर्तमान स्थितीवर अवलंबून, जे काउंटरवरील सिग्नल पातळी आणि अंदाजे डिजिटल ची तुलना करते.

आउटपुट 1 आणि 0 राज्यांसह डाळींच्या क्रमानुसार घड्याळात असते; डाळींची वारंवारता जवळ येणा-या सिग्नलच्या पातळीच्या प्रमाणात असते आणि एकमेकांचे अनुसरण करणारे एकके एक विस्तीर्ण, लांब नाडी बनवू शकतात.

व्हेरिएबल रुंदीच्या परिणामी पल्स घड्याळाच्या कालावधीच्या गुणाकार असतील आणि वारंवारता 1/2NT च्या समान असेल, जेथे T हा घड्याळ कालावधी आहे, N ही घड्याळ चक्रांची संख्या आहे. येथे घड्याळ वारंवारता सापेक्ष कमी वारंवारता साध्य आहे. वर्णन केलेले डिजिटल जनरेशन सर्किट एक-बिट किंवा दोन-स्तरीय PWM, पल्स-कोडेड PCM मॉड्यूलेशन आहे.

हे दोन-स्तरीय पल्स-कोडेड मॉड्युलेशन मूलत: 1/T ची वारंवारता आणि T किंवा 0 रुंदी असलेल्या डाळींची मालिका आहे. मोठ्या कालावधीत सरासरी काढण्यासाठी ओव्हरसॅम्पलिंगचा वापर केला जातो. एक-बिट पल्स-डेन्सिटी मॉड्युलेशन वापरून उच्च-गुणवत्तेचे PWM प्राप्त केले जाऊ शकते, ज्याला पल्स-फ्रिक्वेंसी मॉड्युलेशन देखील म्हणतात.

डिजिटल पल्स-रुंदी मॉड्यूलेशनसह, कालावधी भरणारे आयताकृती उपपल्स कालावधीत कोणत्याही ठिकाणी पडू शकतात आणि त्यानंतरच त्यांची संख्या कालावधीतील सिग्नलच्या सरासरी मूल्यावर परिणाम करते. म्हणून, जर तुम्ही कालावधी 8 भागांमध्ये विभागला, तर 11001100, 11110000, 11000101, 10101010, इत्यादी डाळींचे संयोजन कालावधीसाठी समान सरासरी मूल्य देईल, तथापि, स्वतंत्र युनिट्स की ट्रान्झिस्टरचा ऑपरेटिंग मोड अधिक जड करतात.

इलेक्ट्रॉनिक्स ल्युमिनियर्स, PWM बद्दल बोलत, यांत्रिकीशी खालील साधर्म्य देतात. जर तुम्ही एखादे जड फ्लायव्हील फिरवण्यासाठी इंजिन वापरत असाल, तर इंजिन एकतर चालू किंवा बंद केले जाऊ शकते, फ्लायव्हील एकतर फिरते आणि फिरत राहते किंवा इंजिन बंद केल्यावर घर्षणामुळे थांबते.

परंतु जर इंजिन काही सेकंद प्रति मिनिट चालू केले तर फ्लायव्हीलचे फिरणे, जडत्वामुळे, एका विशिष्ट गतीने राखले जाईल. आणि इंजिन जितका जास्त चालू असेल तितका जास्त वेग फ्लायव्हील फिरेल. PWM प्रमाणेच, चालू आणि बंद सिग्नल (0 आणि 1) आउटपुटवर येतो आणि परिणामी, सरासरी मूल्य प्राप्त होते. कालांतराने पल्स व्होल्टेज एकत्रित करून, आम्ही डाळींखालील क्षेत्र प्राप्त करतो आणि कार्यरत शरीरावर होणारा परिणाम सरासरी व्होल्टेज मूल्यावर कार्य करण्यासाठी समान असेल.

अशा प्रकारे कन्व्हर्टर कार्य करतात, जेथे प्रति सेकंद हजारो वेळा स्विचिंग होते आणि फ्रिक्वेन्सी अनेक मेगाहर्ट्झपर्यंत पोहोचते. विशेष PWM नियंत्रक मोठ्या प्रमाणावर ऊर्जा-बचत दिवे बॅलास्ट, वीज पुरवठा इत्यादी नियंत्रित करण्यासाठी वापरले जातात.

नाडीच्या कालावधीच्या एकूण कालावधीच्या वळणाच्या वेळेच्या (नाडीचा सकारात्मक भाग) गुणोत्तर याला नाडीचे कर्तव्य चक्र म्हणतात. म्हणून, जर चालू होण्याची वेळ 10 μs असेल आणि कालावधी 100 μs असेल, तर 10 kHz च्या वारंवारतेवर, कर्तव्य चक्र 10 च्या बरोबरीचे असेल आणि ते लिहितात की S = 10. व्यस्त कर्तव्य चक्र म्हणतात. पल्स ड्युटी सायकल, इंग्रजी ड्यूटी सायकल, किंवा DC म्हणून संक्षिप्त.

तर, दिलेल्या उदाहरणासाठी, DC = 0.1, 10/100 = 0.1 पासून. पल्स-रुंदीच्या मॉड्युलेशनसह, नाडीचे कर्तव्य चक्र समायोजित करून, म्हणजे, डीसी बदलून, मोटरसारख्या इलेक्ट्रॉनिक किंवा इतर विद्युत उपकरणाच्या आउटपुटवर आवश्यक सरासरी मूल्य प्राप्त केले जाते.

हे DIY सर्किट 5A पर्यंत वर्तमान रेटिंग असलेल्या 12V DC मोटरसाठी स्पीड कंट्रोलर म्हणून किंवा 50W पर्यंत 12V हॅलोजन आणि LED दिवे साठी मंदक म्हणून वापरले जाऊ शकते. पल्स रुंदी मॉड्यूलेशन (PWM) वापरून सुमारे 200 हर्ट्झच्या पल्स रिपीटेशन रेटवर नियंत्रण केले जाते. स्वाभाविकच, जास्तीत जास्त स्थिरता आणि कार्यक्षमतेसाठी निवडून आवश्यक असल्यास वारंवारता बदलली जाऊ शकते.

यापैकी बहुतेक संरचना खूप जास्त किंमतीत एकत्र केल्या जातात. येथे आम्ही 7555 टायमर, द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टर ड्रायव्हर आणि शक्तिशाली MOSFET वापरणारी अधिक प्रगत आवृत्ती सादर करतो. हे डिझाइन सुधारित वेग नियंत्रण प्रदान करते आणि विस्तृत लोड श्रेणीवर कार्य करते. ही खरोखर एक अतिशय प्रभावी योजना आहे आणि सेल्फ-असेंबलीसाठी खरेदी केल्यावर त्याच्या भागांची किंमत खूपच कमी आहे.

सुमारे 200 हर्ट्झची व्हेरिएबल पल्स रुंदी तयार करण्यासाठी सर्किट 7555 टाइमर वापरते. हे ट्रान्झिस्टर Q3 (ट्रान्झिस्टर Q1 - Q2 द्वारे) नियंत्रित करते, जे इलेक्ट्रिक मोटर किंवा लाइट बल्बचा वेग नियंत्रित करते.

पल्स विड्थ मॉड्युलेशन (PWM) ची चांगली व्याख्या त्याच्या नावावरच आहे. याचा अर्थ पल्स रुंदी (वारंवारता नव्हे) मॉड्युलेट करणे (बदलणे). चांगले समजून घेण्यासाठी PWM काय आहे, प्रथम काही हायलाइट्स पाहू.

मायक्रोकंट्रोलर हे बुद्धिमान डिजिटल घटक आहेत जे बायनरी सिग्नलच्या आधारावर कार्य करतात. बायनरी सिग्नलचे सर्वोत्तम प्रतिनिधित्व म्हणजे चौरस लहर (आयताकृती आकार असलेला सिग्नल). खालील आकृती स्क्वेअर वेव्हशी संबंधित मूलभूत संज्ञा स्पष्ट करते.

PWM सिग्नलमध्ये, वेळ (कालावधी), आणि म्हणून वारंवारता, नेहमीच एक स्थिर मूल्य असते. केवळ नाडीचा ऑन-टाइम आणि ऑफ-टाइम (कर्तव्य घटक) बदलतो. या मॉड्युलेशन पद्धतीचा वापर करून, आम्ही आम्हाला आवश्यक असलेले व्होल्टेज मिळवू शकतो.

स्क्वेअर वेव्ह आणि पीडब्ल्यूएम सिग्नलमधील फरक हा आहे की स्क्वेअर वेव्हमध्ये चालू आणि बंद वेळा समान आणि स्थिर असतात (50% ड्यूटी सायकल), तर पीडब्ल्यूएम सिग्नलमध्ये व्हेरिएबल ड्यूटी सायकल असते.

स्क्वेअर वेव्ह PWM सिग्नलचा एक विशेष केस मानला जाऊ शकतो ज्यामध्ये 50% ड्यूटी सायकल असते (कालावधी = बंद कालावधी).

PWM वापरण्याचे उदाहरण पाहू

समजा आमच्याकडे 50 व्होल्टचा पुरवठा व्होल्टेज आहे आणि आम्हाला 40 व्होल्ट्सवर चालणारे काही लोड पॉवर करणे आवश्यक आहे. या प्रकरणात, 50V वरून 40V मिळवण्याचा एक चांगला मार्ग म्हणजे ज्याला स्टेप-डाउन हेलिकॉप्टर म्हणतात.

हेलिकॉप्टरद्वारे व्युत्पन्न केलेले PWM सिग्नल सर्किटच्या पॉवर युनिटला (थायरिस्टर, फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टर) पुरवले जाते, ज्यामुळे लोड नियंत्रित होते. हा PWM सिग्नल टाइमर असलेल्या मायक्रोकंट्रोलरद्वारे सहज तयार केला जाऊ शकतो.

थायरिस्टर वापरून 50V वरून 40V मिळविण्यासाठी PWM सिग्नलची आवश्यकता: एक वेळ = 400 ms आणि वेळेसाठी बंद करा = 100 ms (500 ms च्या समान PWM सिग्नल कालावधी लक्षात घेऊन).

सर्वसाधारणपणे, हे खालीलप्रमाणे सहजपणे स्पष्ट केले जाऊ शकते: मुळात, थायरिस्टर एक स्विच म्हणून कार्य करते. लोडला थायरिस्टरद्वारे स्त्रोताकडून पुरवठा व्होल्टेज प्राप्त होते. जेव्हा थायरिस्टर बंद स्थितीत असतो, तेव्हा लोड स्त्रोताशी जोडलेला नसतो आणि जेव्हा थायरिस्टर चालू स्थितीत असतो तेव्हा लोड स्त्रोताशी जोडला जातो.

थायरिस्टर चालू आणि बंद करण्याची ही प्रक्रिया PWM सिग्नल वापरून केली जाते.

PWM सिग्नलचा कालावधी आणि त्याच्या कालावधीच्या गुणोत्तराला सिग्नलचे कर्तव्य चक्र म्हणतात आणि कर्तव्य चक्राच्या व्यस्ततेला कर्तव्य चक्र म्हणतात.

जर कर्तव्य चक्र 100 असेल, तर या प्रकरणात आपल्याकडे सतत सिग्नल आहे.

अशा प्रकारे, कर्तव्य चक्र (कर्तव्य चक्र) खालील सूत्र वापरून मोजले जाऊ शकते:

वरील सूत्रांचा वापर करून, आपल्याला आवश्यक असलेला व्होल्टेज मिळविण्यासाठी आपण थायरिस्टरच्या चालू वेळेची गणना करू शकतो.

डाळींचे कर्तव्य चक्र 100 ने गुणाकार करून, आपण हे टक्केवारी म्हणून दर्शवू शकतो. अशा प्रकारे, पल्स ड्युटी सायकलची टक्केवारी मूळच्या व्होल्टेज मूल्याशी थेट प्रमाणात असते. वरील उदाहरणात, जर आपल्याला 50 व्होल्टच्या वीज पुरवठ्यातून 40 व्होल्ट मिळवायचे असतील, तर 80% च्या ड्युटी सायकलसह सिग्नल तयार करून हे साध्य केले जाऊ शकते. कारण 40 ऐवजी 50 पैकी 80%.

सामग्री एकत्रित करण्यासाठी, खालील समस्येचे निराकरण करूया:

• 50 हर्ट्झची वारंवारता आणि 60% कर्तव्य चक्र असलेल्या सिग्नलच्या स्विचिंग चालू आणि बंद करण्याच्या कालावधीची गणना करूया.

परिणामी PWM लहर असे दिसेल:

पल्स रुंदी मॉड्यूलेशन वापरण्याच्या सर्वोत्तम उदाहरणांपैकी एक म्हणजे मोटरचा वेग किंवा एलईडीची चमक समायोजित करण्यासाठी PWM वापरणे.

आवश्यक कर्तव्य चक्र प्राप्त करण्यासाठी नाडी रुंदी बदलण्याच्या या तंत्राला "पल्स रुंदी मॉड्यूलेशन" म्हणतात.

आपल्या आजूबाजूच्या जवळपास सर्वच तंत्रज्ञानामध्ये एलईडीचा वापर केला जातो. खरे आहे, कधीकधी त्यांची चमक समायोजित करणे आवश्यक होते (उदाहरणार्थ, फ्लॅशलाइट्स किंवा मॉनिटर्समध्ये). या परिस्थितीतून बाहेर पडण्याचा सर्वात सोपा मार्ग म्हणजे एलईडीद्वारे उत्तीर्ण होणाऱ्या विद्युत् प्रवाहाचे प्रमाण बदलणे. पण ते खरे नाही. LED हा अत्यंत संवेदनशील घटक आहे. विद्युत प्रवाहाचे प्रमाण सतत बदलल्याने त्याचे आयुष्य लक्षणीयरीत्या कमी होऊ शकते किंवा ते खंडित होऊ शकते. हे देखील लक्षात घेणे आवश्यक आहे की आपण मर्यादित प्रतिरोधक वापरू शकत नाही, कारण त्यात जास्त ऊर्जा जमा होईल. बॅटरी वापरताना हे अस्वीकार्य आहे. या दृष्टिकोनाची आणखी एक समस्या अशी आहे की प्रकाशाचा रंग बदलेल.

दोन पर्याय आहेत:

• PWM नियमन
• ॲनालॉग

या पद्धती LED मधून वाहणारे विद्युत् प्रवाह नियंत्रित करतात, परंतु त्यांच्यामध्ये काही फरक आहेत.
ॲनालॉग नियंत्रण LEDs मधून जाणाऱ्या विद्युत् प्रवाहाची पातळी बदलते. आणि PWM वर्तमान पुरवठ्याची वारंवारता नियंत्रित करते.

PWM नियमन

या परिस्थितीतून बाहेर पडण्याचा मार्ग म्हणजे पल्स विड्थ मॉड्युलेशन (PWM) वापरणे. या प्रणालीसह, LEDs ला आवश्यक प्रवाह प्राप्त होतो आणि उच्च-फ्रिक्वेंसी वीज पुरवठा वापरून चमक समायोजित केली जाते. म्हणजेच, फीडिंग कालावधीची वारंवारता एलईडीची चमक बदलते.
PWM प्रणालीचा निःसंशय फायदा म्हणजे LED ची उत्पादकता राखणे. कार्यक्षमता सुमारे 90% असेल.

PWM नियमनाचे प्रकार

• दोन-तार. बर्याचदा कार लाइटिंग सिस्टममध्ये वापरले जाते. कनवर्टरच्या वीज पुरवठ्यामध्ये एक सर्किट असणे आवश्यक आहे जे DC आउटपुटवर PWM सिग्नल तयार करते.
• शंट डिव्हाइस. कनवर्टरचा चालू/बंद कालावधी करण्यासाठी शंट घटक वापरा जो LED व्यतिरिक्त आउटपुट करंटसाठी मार्ग प्रदान करतो.

PWM साठी पल्स पॅरामीटर्स

नाडी पुनरावृत्ती दर बदलत नाही, म्हणून प्रकाशाची चमक निश्चित करण्यासाठी त्यासाठी कोणतीही आवश्यकता नाही. या प्रकरणात, सकारात्मक नाडीची केवळ रुंदी किंवा वेळ बदलतो.

नाडी वारंवारता

वारंवारतेबद्दल कोणत्याही विशेष तक्रारी नाहीत हे तथ्य लक्षात घेऊन, मर्यादा मूल्ये आहेत. ते चकचकीत करण्यासाठी मानवी डोळ्याच्या संवेदनशीलतेद्वारे निर्धारित केले जातात. उदाहरणार्थ, मूव्हीमध्ये, आपल्या डोळ्यांना एक हलणारी प्रतिमा समजण्यासाठी फ्रेम्स प्रति सेकंद 24 फ्रेम्सने फ्लॅश करणे आवश्यक आहे.
चमकणारा प्रकाश एकसमान प्रकाश म्हणून समजण्यासाठी, वारंवारता किमान 200 Hz असणे आवश्यक आहे. वरच्या निर्देशकांवर कोणतेही निर्बंध नाहीत, परंतु खाली कोणताही मार्ग नाही.

PWM नियामक कसे कार्य करते?

ट्रान्झिस्टर की स्टेज थेट LEDs नियंत्रित करण्यासाठी वापरला जातो. सामान्यतः, ते ट्रान्झिस्टर वापरतात जे मोठ्या प्रमाणात शक्ती जमा करू शकतात.
LED पट्ट्या किंवा उच्च-शक्ती LEDs वापरताना हे आवश्यक आहे.
कमी प्रमाणात किंवा कमी शक्तीसाठी, द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टरचा वापर पुरेसा आहे. तुम्ही LED ला थेट मायक्रोसर्किट्सशी देखील जोडू शकता.

पीडब्ल्यूएम जनरेटर

PWM प्रणालीमध्ये, एक मायक्रोकंट्रोलर किंवा कमी-एकीकरण सर्किट्स असलेले सर्किट मास्टर ऑसिलेटर म्हणून वापरले जाऊ शकते.
पॉवर सप्लाय किंवा K561 लॉजिक चिप्स किंवा NE565 इंटिग्रेटेड टाइमर स्विच करण्यासाठी डिझाइन केलेले मायक्रो सर्किट्समधून रेग्युलेटर तयार करणे देखील शक्य आहे.
कारागीर या उद्देशांसाठी ऑपरेशनल ॲम्प्लीफायर देखील वापरतात. हे करण्यासाठी, त्यावर एक जनरेटर एकत्र केला आहे, जो समायोजित केला जाऊ शकतो.
सर्वात जास्त वापरलेले सर्किट 555 टाइमरवर आधारित आहे हे मूलत: नियमित स्क्वेअर वेव्ह जनरेटर आहे. वारंवारता कॅपेसिटर C1 द्वारे नियंत्रित केली जाते. आउटपुटवर कॅपेसिटरमध्ये उच्च व्होल्टेज असणे आवश्यक आहे (हे सकारात्मक वीज पुरवठ्याच्या कनेक्शनसह आहे). आणि जेव्हा आउटपुटमध्ये कमी व्होल्टेज असते तेव्हा ते चार्ज होते. हा क्षण वेगवेगळ्या रुंदीच्या डाळींना जन्म देतो.
आणखी एक लोकप्रिय सर्किट UC3843 चिपवर आधारित PWM आहे. या प्रकरणात, स्विचिंग सर्किट सरलीकरणाच्या दिशेने बदलले गेले आहे. नाडीची रुंदी नियंत्रित करण्यासाठी, सकारात्मक ध्रुवीयतेचे नियंत्रण व्होल्टेज वापरले जाते. या प्रकरणात, आउटपुट इच्छित PWM पल्स सिग्नल तयार करते.
रेग्युलेटिंग व्होल्टेज आउटपुटवर खालीलप्रमाणे कार्य करते: जसजसे ते कमी होते, रुंदी वाढते.

PWM का?

• या प्रणालीचा मुख्य फायदा म्हणजे त्याची सुलभता. वापराचे नमुने अतिशय सोपे आणि अंमलात आणण्यास सोपे आहेत.
• PWM कंट्रोल सिस्टम ब्राइटनेस ऍडजस्टमेंटची खूप विस्तृत श्रेणी प्रदान करते. जर आपण मॉनिटर्सबद्दल बोललो तर, सीसीएफएल बॅकलाइट वापरणे शक्य आहे, परंतु या प्रकरणात ब्राइटनेस अर्ध्याने कमी केला जाऊ शकतो, कारण सीसीएफएल बॅकलाइट वर्तमान आणि व्होल्टेजच्या प्रमाणात खूप मागणी आहे.
• PWM वापरून, आपण विद्युत् प्रवाह स्थिर पातळीवर ठेवू शकता, याचा अर्थ LEDs खराब होणार नाहीत आणि रंग तापमान बदलणार नाही.

PWM वापरण्याचे तोटे

• कालांतराने, इमेज फ्लिकर लक्षणीय बनू शकते, विशेषत: कमी ब्राइटनेसमध्ये किंवा डोळ्यांच्या हालचालीसह.
• सतत तेजस्वी प्रकाशात (जसे की सूर्यप्रकाश), प्रतिमा अस्पष्ट होऊ शकते.